Laboratorium Spektroskopii Elektronów
Układ pomiarowy do kątoworozdzielczej spektroskopii fotoelektronów ARPES
Uruchomiono w lutym 2011 r., koszt 3 013 240 PLN brutto. Kontakt: dr hab. Jacek Kołodziej, e-mail: jj.kolodziej@uj.edu.pl
Na układ badawczy, zaprojektowany i wykonany przez PREVAC, składa się kilka połączonych komór ultrawysokiej próżni (analityczna, procesowa, magazynowa, wstępna), urządzenia transferowe oraz dołączone do komór przyrządy analityczne. . Rozbudowany system pomp próżniowych obejmuje pompy mechaniczne, turbomolekularne, jonowe oraz tytanowe. Ciśnienie bazowe w układzie wynosi około 5x10-11 mbar. Podstawowa technika badawcza zaimplementowana w układzie to kątoworozdzielcza spektroskopia fotoelektronów (ARPES) umożliwiająca mapowanie gęstości stanów elektronowych powierzchni w przestrzeni pędów. Stosowane są dwa zautomatyzowane tryby pomiarów ARPES. Pierwszy sprowadza się do pomiarów relacji dyspersji, czyli rozkładów d2N/(dEdk), fotoelektronów wzdłuż głównych kierunków krystalograficznych. Drugi tryb pozwala na pomiary rozkładów kątowych fotoelektronów (dN/dW ) na powierzchniach stałej energii. Technika ta jest zrealizowana w oparciu o hemisferyczny spektrometr energii najwyższej klasy (Gammadata-Scienta R4000 WAL) współpracujący ze źródłem fotonów UV (Gammadata-Scienta VUV5000) HeI/HeII i monochromatorem (Gammadata–Scienta VUV5040). Próbki są pozycjonowane do badań na pięcioosiowym manipulatorze/goniometrze wyposażonym w przepływowy kriostat helowy (PREVAC) stabilizujący temperaturę w zakresie 7 – 400 K. Drugą istotną techniką badawczą, dostępną w układzie jest, komplementarna do techniki ARPES, dyfrakcja elektronów niskiej energii. Technika ta jest zrealizowana na bazie dyfraktometru siatkowego OCI z powielaczem elektronów (MCP LEED), z wykorzystaniem wspólnego z techniką ARPES manipulatora i kriostatu. Możliwe są dyfrakcyjne badania powierzchni z zastosowaniem nanoamperowych strumieni elektronowych (co jest istotne dla próbek wrażliwych na promieniowanie jonizujące). Pozostałe (pomocnicze) techniki analityczne to spektroskopia fotoelektronów rentgenowskich (XPS) oraz spektroskopia elektronów Augera (AES). Próbki do badań są przygotowywane w komorze preparacyjnej, w której można zrealizować wszystkie zasadnicze techniki preparacyjne dla powierzchni, tj. wygrzewanie wysokotemperaturowe w ultrawysokiej próżni (do 2000 K), rozpylanie powierzchni jonami argonu, oksydację i pasywację powierzchni oraz nanoszenie cienkich warstw metodami epitaksji z wiązki molekularnej. Próbki są transferowane pomiędzy komorami preparacyjną, analityczną, buforową i magazynową w ultrawysokiej próżni. Śluza wejściowa umożliwia szybkie wprowadzanie próbek do układu pomiarowego. Zdjęcia (od góry; Copyright: J.J. Kolodziej, N. Tomaszewska):
|
Spektrometr fotoelektronów XPS, UPS z wyposażeniem
Zakupiono i uruchomiono we wrześniu 2010 r., koszt 3 753 423 PLN brutto. Kontakt: prof. dr hab. Andrzej Szytuła, e-mail: andrzej.szytula@uj.edu.pl, dr hab. Paweł Starowicz, e-mail: pawel.starowicz@uj.edu.pl, dr inż. Bogusław Penc, e-mail: ufpenc@cyf-kr.edu.pl