SES200装置の概要① 装置構成 （LEEDチャンバーを含む）② 試料ホルダーとアクセプタ③ SES200による測定の注意点（i） パスエネルギーの設定(ii) 測定モードの選択(iii) アナライザースリットの選択④ 装置の現状評価

① BL-13A常設 有機薄膜研究用ARPES装置
SOR
測定チャンバー○ SES-200○ NEXAFS測定用MCP○ 試料加熱・冷却システム

SES-200
LEEDチャンバー

有機分子蒸着チャンバー○ LEED○ スパッタイオン銃○ 金属蒸着銃○ 気体導入系○ 試料加熱・冷却システム

ロードロック兼用○ 有機蒸着銃○ 膜厚計1000-mm トランスファーロッド

① ARPES装置の構成
TMP

TMP

STP-301

NT10IGTMP SystemControllerRP< Main Vacuum Line >IG
SES200 ch.

TMP
STP-300

leak port

Phoibos

RP<Vacuum Linefor SES200 >

CCG

IG

< LEED ch. Vacuum Line >

CCG
TMP

TMP

V-70

V-250

LEED ch.
variableleak valve< Gas Line >gasleak port

PG
RP

② 試料ホルダーとアクセプタ
試料ホルダー基本形【ユーザーで自由に変更可】【通電加熱用ホルダー】
両脇2mm程度を確保すれば，ボルト穴の位置はずれてもかまわない。

② 試料ホルダーとアクセプタ
VG社製SH2に組み上げる
サファイア板（ｔ＝0.5 mm）

冷却タンク

無酸素銅メッシュ

温度モニター
銅ブロック

② 試料加熱及び冷却評価
試料加熱の方法【導入端子アサイン】（１） 電子衝撃法（２） 通電加熱法

フィラメントCuブロック温度
測定用K熱電対

φ0.15 1%ThW

試料温度測定用K熱電対

通電加熱用
電流導入

試料バイアス線

② 試料加熱及び冷却評価
液体窒素による冷却
differenceoTemperature ( C)

0Sample−100

Cu block−200oliq. N2 −196 C
02040Time (min)60－124℃－133℃

③ SES200での測定
スペクトル測定の流れ（０） どの領域を測定するのかを決める。
（１） 入射光エネルギーを決める。
グレーティングの選択，アンジュレータギャップの選択。

（２） 出射スリットをどのくらい広げるか（狭めるか）？
（３） 測定範囲，測定ステップの選択。
（４） パスエネルギーはどのくらいにする？
（５） 測定モードは？（transmission, angular）（５） アナライザースリットは？（No. 100～900）（６） いざ測定してみるも，強度が出ない。
色々いじってみると．．．

カウントが来る（延々来ない場合もある）。
（７） スキャンの開始。スペクトルが得られる。
正しいスペクトルですか？？

③ (i) パスエネルギーの設定

③ (i) パスエネルギーの設定
h = 400 eV (Gr 1000 l/mm ; Gap 161.10 mm)
C 1sExit slit 2.0 (180 m)
Analyzer slit No. 900
Epass = 20 eVTransmission mode

Ekin = 320 eVまで測定できるはず。

slowscanning

現有SES200は220 eVまでしか測定出来ない。
100200Kinetic Energy (eV)

③ (i) パスエネルギーの設定
Epass = 75 eVHigh Pass Mode

Epass = 40 eV

Epass =20 eV

Epass = 10 eV

Low Pass Modeh = 300 eV (Gap 149.35 mm)
Exit slit 2.0 (180 m)+6[10 ]Analyzer slit No. 900+6[10 ]Epass = 75 eVHigh Pass Mode
Low Pass ModeAu 4f3h = 300 eV (Gap 149.35 mm)
Exit slit 2.0 (180 m)+5[10 ]Analyzer slit No. 900
Epass = 40 eVHigh Pass Mode
Low Pass Mode

0205

210
Kinetic Energy (eV)3

Epass = 20 eVHigh Pass Mode
Low Pass ModeAu 4f1h = 300 eV (Gap 149.35 mm)
Exit slit 2.0 (180 m)
Analyzer slit No. 900
Epass = 10 eVHigh Pass Mode
Low Pass Mode225

Au 4fh = 300 eV (Gap 149.35 mm)
Exit slit 2.0 (180 m)+5[10 ]
Analyzer slit No. 900

1100
205

210
Kinetic Energy (eV)0205210
Kinetic Energy (eV)205210Kinetic Energy (eV)Au 4f③ (ii) 測定モードの設定
Transmission mode
放出角情報を失った，角度積分型のスペクトルが得られる。
● 多結晶試料● 内殻準位測定（深さ方向を気にしない場合）● 仕事関数測定

Angular mode
放出角情報を保持しつつ測定（ARPES測定）。

MPCの感度は一様でない。

Binding Energy (eV)

● 単結晶試料のバンド構造● 内殻準位測定（深さ依存）

検出角方向

MCP channel

③ (iii) アナライザースリットの設定

No.

Slit
Width

Slit
Aperture Aperture
LengthLength Width

１００２００
３００
４００
５００
６００
７００
８００
９００

０．２
０．３
０．８
１．５
２．５
０．２
０．３
０．５
０．８

３０２５

１．０
１．３
２．２
３．２
５．０
１．０
１．３
１．９
２．２

３０ShapeUse forStraight

AngularCurvedTransmission

③ (iii) アナライザースリットの設定
スリットの形状によるエネルギー分散への影響
Fermi Cut-off of Au film

Angular mode

Curved Slit

Surface BZ

ECurved Slit

Binding Energy (eV)Straight SlitｋStraight Slit

Surface BZE

MCP channel

MCP channelｋ

③ 正しい設定と間違った設定での測定
h = 300 eV (Gap 149.35 mm)
Exit slit 2.0 (180 m)
Analyzer slit No. 900+6[10 ]Epass = 75 eVHigh Pass Mode
Low Pass Mode

50205

210
Kinetic Energy (eV)Au 4f

④ 強度と分解能
Fermi Cut-off of Au film

× 10Normalized Intensity by Scan Cycles

Exit slit 2.0 (180m)
Analyzer slit No. 900h = 120 eV (Gap 157.5 mm)
Transmission mode
Epass = 20 eV
Epass = 20 eV
Exit slit 0.51 (30m)
Analyzer slit No. 900

Exit slit

micrometer

EpassAnalyzer

2.0

900

20 eV

1.5

800

10 eV

1.05 eV

0.51

700
600

−0.5
00.5 −0.5
00.5 −0.500.5
Binding Energy (eV)Binding Energy (eV)Binding Energy (eV)

④ 強度と分解能h = 30 eV (Gap 109.8 mm)h = 60 eV (Gap 131.7 mm)
200200h = 120 eV (Gap 157.5 mm)h = 200 eV (Gap 134.6 mm)
200
Exit slit 0.51 (30 m)

Exit slit 2.0 (180m)
Analyzer slit No. 900

Analyzer slit No. 900

FWHM (meV)

Epass = 20 eV?

?

100

100

1000.51

1.0
micrometer

0Epass = 20 eV

10Pass Energy (eV)

2000

1.5

100
Exit Slit ( m)

2.02000600 700 800 900
Analyzer Slit No.

④ 強度と分解能h = 30 eV (Gap 109.8 mm)h = 60 eV (Gap 131.7 mm)
0.1

FWHM (meV)

0.1

micrometer
0.51 1.00−0.1h = 120 eV (Gap 157.5 mm)h = 200 eV (Gap 134.6 mm)
0.11.502.00

Exit slit 2.0 (180m)

Analyzer slit No. 900

Exit slit 0.51 (30 m)

Analyzer slit No. 900

Epass = 20 eV

Epass = 20 eV

10Pass Energy (eV)20−0.10100
Exit Slit ( m)

−0.1
200
600 700 800 900
Analyzer Slit No.

④ 室温と低温測定
Temperature Dependenceh = 200 eV(Gap 134.6 mm)

Sample : Evapo. Au film
Exit slit 1.5 (130m)
Transmission mode
Epass = 20 eVh = 60 eV(Gap 131.7 mm)
RTo−80 C

RTo−127 C

Low Pass Modeh = 120 eV(Gap 157.5 mm)

Analyzer slit No. 900

RTo−65 C

RTo−124 C−0.2h =30 eV(Gap 109.8 mm)

00.2

−0.2
00.2
Binding Energy (eV)おまけ【 カウントが来ない原因 】① アナライザーレンズに対する試料位置が悪い。
② 試料のチャージアップ（グラウンドが取れていない）。
③ アナライザー，MCP電源の故障（あるいは誤作動）。

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