Laboratoř elektronové spektroskopie (P. Jiříček)

V Laboratoři elektronové spektroskopie se využívají metody elektronových spektroskopií ke studování povrchových vlastností pevných látek. Laboratoř je vybavena dvěma fotoelektronovými spektrometry. Fotoelektronový spektrometr ADES 400 (Angular Distributions Electron Spectrometer, obr. 1) od firmy VG Scientific (Anglie) byl zakoupen v roce 1980. Druhý spektrometr - AXIS Supra, obr. 2 – byl dodán v roce 2014 firmou Kratos Analytical Ltd, (Velká Británie) v roce 2014.

ADES 400

Otáčení analyzátoru, rotace vzorku kolem osy Z a vzorku kolem normály může být ovládána pomocí počítače. Této možnosti se využívá při zaznamenávání úhlově závislých fotoemisních spekter.

Mimo analyzátor energie elektronů je spektrometr ADES 400 vybaven dalšími komponentami, které dovolují aplikovat několik metod pro studování povrchových vlastností pevných látek. Jsou to metody:
XPS – x-ray photoelectron spectroscopy,
UPS – ultraviolet photoelectron spectroscopy,
PhD – photoelectron diffraction,
AES – Auger electron spectroscopy,
EPES – Elastic peak electron spectroscopy,
EELS – electron elastic loss spectroscopy,
LEED – low energy electron spectroscopy.

V průběhu posledních let došlo k výměně některých částí spektrometru. V současné době jsou na jeho komoře nainstalována (nebo lze připojit) tato zařízení:
zdroj roentgenova záření (XR50, SPECS GmbH)
zdroj ultrafialového záření (UVL - Li, VG Microtech),
zdroj elektronů (EGG-3101, Kimball Physics, Inc.),
zařízení pro difrakci pomalých elektronů (ErLEED 3000, SPECS GmbH),
kvadrupólový hmotový spektrometr (Prisma, Pfeiffer Vacuum),
zdroj iontů (AG2, VG Scientific),
zdroj iontů (IGE 12/38, SPECS GmbH),
manipulátor (UMD20, VG Scientific),
manipulátor (HPT Translator, VG Scienta),
zdroj pro napařování (EFM 3, Omicron nanoTechnology).
Načítání spekter je řízeno počítačem pomocí programu COLLECT. Změřená spektra jsou zpracovávána využitím programů PRESENT, UNIFIT.

AXIS Supra

Spektrometr Axis Supra je založen na inovované technologii Axis vyvinutou firmou Kratos. Technologie zahrnuje elektrooptický systém tvořený magnetickou čočkou a elektrostatickým čočkami pro přenos elektronů, koaxiálním zdrojem elektronů pro neutralizaci náboje vzniklého na povrchu izolantů při jejich ozařování fotony, analyzátorem typu sférického zrcadla a hemisférickým analyzátorem.

AXIS Supra umožňuje zaznamenat fotoemisní spektra všech typů vzorků (vodiče, izolanty, organické materiály), které jsou stabilní v podmínkách ultravysokého vakua. Mimoto dovoluje provést tzv. chemickou mapu, tj. změřit rozložení prvků na povrchu studovaného vzorku. Dále lze pomocí spektrometru AXIS Supra změřit uhlově závislá spektra změnou polárního a azimutálního úhlu a určit koncentrační profil požadovaných prvků. Pro měření koncentračních profilů je ke spektrometru připojen speciální iontový zdroj, který může pracovat jako klasický zdroj iontů vytvářející monoatomární ionty argonu nebo může generovat ionty klastrů složených z atomů argonu. Při použití iontového děla pracujícího v klastrovém modu jsou při měření koncentračních profilů odstraňovány pouze atomy z horních vrstev povrchu vzorku. Tím nejsou odprašovacím procesem zasaženy atomy v hlubších vrstvách, a tak je zachován jejich chemický stav. Informaci o vlastnostech povrchu vzorku je možné doplnit poznatky získanými aplikací metody ISS (Ion Scattering Spectroscopy).

Externí uživatelé

1. LASAK s.r.o. Českobrodská 1047/46 190 01 Praha 9-Hloubětín
2. BEZNOSKA s.r.o. Dělnická 2727 272 01 Kladno
3. VUT Brno Fakulta chemická, Ústav chemie materiálů Purkyňova 118 61200, Brno-Královo Pole
4. Faculty of Electrical Engineering, Czech Technical University in Prague, J. Jira – měřeni nanodiamantových prášku
5. Faculty of Electrical Engineering, Czech Technical University in Prague J. Jira –měřeni kultivačních medii pro bakterie
6. Slovenska technická univerzita, Fakulta chemické a potravinářské technologie, Bratislava
7. Ústav fyzikální elektroniky, Masarykova univerzita (Brno), T. Homola- měřeni TiO vrstvy na SiO2
8. Ústav fyzikální elektroniky, Masarykova univerzita (Brno), J. Cech – plazmatická úprava nanodiamantu za atmosférického výboje v průtoku H2 a N2/H2
9. Hasselt University, Institute for Materials Research (OMO-IMOMEC), Desigh & Synthesis of Organic Semiconductors (DOSS)/ Wide BanGap Materials (WBGM), Belgium, J. Raymakers – měřeni chemicky modifikovaného B-dopovaného diamantu
10. Stavební fakulta, ČVUT v Praze, J. Trejbal - měření různých typů vláken po úpravě v plazmatu
11. Brandenburgische Technische Universität, Cottbus, Germany, A. Obrasov – hloubkové profilovaní slitiny ZrNb_TiO