角分辨 XPS - ARXPS

角分辨 XPS

分析金属表面的薄氧化层时，在收集角靠近法线方向和靠近掠射方向收集谱，则靠近掠出射角氧化物峰有较大的相对强度。

XPS 信息深度为几个纳米，与光电子的动能和被分析的材料有关。但是，角分辨 XPS (ARXPS) 技术改变收集电子的发射角度，可探测到不同深度的电子。ARXPS 能提供超薄膜的厚度和组分信息。与溅射深度剖析不同，ARXPS 为非破坏性分析技术。

分析金属表面的薄氧化层时，在收集角靠近法线方向和靠近掠射方向收集谱，则靠近掠出射角氧化物峰有较大的相对强度。

为什么使用 ARXPS，有以下三个主要原因：

• 它能用于常规深度剖析无法分析的很薄的薄膜。
• 它能用于无法避免溅射损伤的薄膜（如聚合物）。
• 不像溅射剖析，ARXPS 为非破坏性分析，并且可提供化学态信息。

ARXPS 分析提供以下信息：

• 超薄膜中多层膜排列顺序。
• 膜层厚度。
• 薄膜中元素及价态分布（深度剖析重构）。

数据采集

以一系列样品倾斜角收集角分辨 XPS 数据。

Thermo Scientific 的 Theta Probe 安装结构，可并行采集角分辨谱。

常规 ARXPS 分析以一定分析器接受角依次一步一步地遍及一定的角度范围，采集一系列数据。通常相对于分析器倾斜样品以实现这一测量。

相反，Thermo Scientific 的 Theta Probe 仪器收集 ARXPS 谱，则无需倾斜样品。Theta Probe 能并行采集角分辨数据。单色器、透镜、能量分析器和探测器的安装确保仪器收集 XPS 数据大于 60° 范围，角度分辨大约 1°。

采用 2D 探测器探测电子，因为在同一个方向上，电子依据其动能色散；而在其它方向上，电子依据从样品出射的角度色散。

以一系列样品倾斜角收集角分辨 XPS 数据。

Thermo Scientific 的 Theta Probe 安装结构，可并行采集角分辨谱。

与串行 ARXPS 相比，并行 ARXPS 具有下列优点：

• 并行采集数据速度快。
• 并行 ARXPS 能测量大样品，例如整块半导体晶片，这种样品太大，在 XPS 仪器中无法倾斜。
• 在并行采谱时无需移动样品，所以能保持分析位置不变。实验测量期间倾斜样品有困难，尤其是如果测试点远离倾斜轴，甚至使用仿真中心（优中心）样品台也无法实现，此时将小面积 XPS（SAXPS）与 ARXPS 结合使用，可保证分析点不变。
• 分析时分析面积保持不变。如果使用透镜限定型的 SAXPS 与 ARXPS 结合，那么当样品倾斜时偏离法线位置，分析面积增加。如果使用源限定型的 SAXPS 与并行采谱结合，那么分析面积不随角度变化。