光電子顕微鏡 - SLit-J

光電子顕微鏡
Photo Electron Emission Microscopy (PEEM)
●二次電子検出による試料表面の高分解能イメージング
●XPS, XANES の併用により、極微小部分の同時分析が可能
●有機薄膜材料および磁気イメージングへの応用
測定原理紫外線や X 線を試料に照射し、光電効果により
放出された光電子を電場によって加速する。電場レンズや
磁場レンズを用いて倍率を調整して、光電子をスクリーン
で検出することにより、試料表面の電子状態の分析を行
う。
得られる情報試料表面の電子顕微鏡像(二次電子像)を得
ることが出来る。また、入射光のエネルギーを変えながら
光電子の強度を測定することにより、極微小部分の XPS,
XANES 測定を行なうことができる。
図 1. PEEM 測定装置(SAGA-LS, BL10)*1
特徴数十 [nm]の高い位置分解能で、イメージングと光電
子分光を同時に行うことができる。また入射光のエネルギー
をさせることにより、元素選択な分析が可能である。
応用例時間分解 MCD-PEEM による磁気渦構造のダイナミ
クス測定:円偏光軟 X 線を用いた磁気円二色性同時測定によ
り、磁気材料のスピンダイナミクスを可視化(Spring-8)
http://pfwww.kek.jp/pf-sec/PF-kenkyukai/materials2/fukumoto.pdf
図 2. PEEM 測定の模式図*2
図 3. 光記録ディスク表面の PEEM 像*3
図 4. FeNi ウィドマンステッテン構造界面における
組成マッピングと XAFS スペクトルの同時分析*4
東北放射光施設における展開軟 X 線・真空紫外ビームラインにおける紫外光電子分光との
組み合わせによる有機薄膜材料の分析、円偏光を併用した磁気イメージングへの応用などが期
待できる。
既存ビームラインとの基本スペック比較
PEEM
SPring-8
SLiT-J
KEK (PF ring)
BL-02
BL-04
BL17SU/Ac
BL25SU/A
BL-28B
光源
アンジュレータ
アンジュレータ
アンジュレータ
アンジュレータ
アンジュレータ
エネルギー範囲[keV]
0.1～3
0.1～3
0.3～1.8
0.12～2.0
0.03～0.3
エネルギー分解能 ΔE/E
～10-4
～10-4
～10-4
～10-4
～10-4
ビームサイズ [μm]
～1
<0.1
100×100
0.1～数100
-
光子数(集光位置) [photons/sec]
～1013
～1010
～1011
～1011
1010～1012
*1 : http://www.saga-ls.jp/?page=323
*2 : http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/research_highlights/no_51/
*3 : http://shin.issp.u-tokyo.ac.jp/theme_peem.html
*4 : https://user.spring8.or.jp/sp8info/?p=3135

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