Hệ thống Small Spot XPS được thiết kế để thực hiện phân tích XPS với một nguồn tia X nhỏ, điển hình là µ-FOCUS 500 hoặc µ-Focus 600 với đường kính vòng tròn Rowland là 500 hoặc 600 mm và kích thước điểm có thể thay đổi từ dưới 200 µm đến vài trăm µm ở dải công suất từ 10W đến 150W. Một cực dương nhôm duy nhất được trang bị theo tiêu chuẩn. Những ưu điểm trong phân tích XPS của hệ thống này so với Hệ thống XPS không đơn sắc như sau:

Độ phân giải cao hơn
Độ nhạy cao hơn
Nền thấp hơn
Không có vệ tinh
Giảm thiệt hại khi quan sát các mẫu
Điểm tia X hội tụ µ

Nó cung cấp cho nhà khoa học một giải pháp tối ưu. Hệ thống cho phép bắt đầu với cấu hình cơ bản cho Small spot XPS và mở rộng với các tùy chọn nâng cấp theo hướng cải thiện hiệu suất hoặc mở rộng sang các phương pháp phân tích bổ sung. Điều này có nghĩa là hệ thống có thể phát triển tùy thuộc vào các yêu cầu và nhu cầu bổ sung.

Cơ sở hệ thống về cơ bản bao gồm các mục sau:

Buồng phân tích (thép không gỉ hoặc µ-metal)
Máy phân tích PHOIBOS (100 hoặc 150) với đầu dò 1D hoặc 2D
Bộ điều khiển với tùy chọn chuyển động cho đến 5 trục và tùy chọn sưởi ấm và làm mát
Nguồn tia X điểm nhỏ (µ-FOCUS 500 hoặc µ-FOCUS 600)
Hệ thống làm mát bằng nước cho nguồn và hệ thống bơm
Tải buồng khóa để đưa mẫu vào với các tùy chọn lưu trữ mẫu và gia nhiệt mẫu
Khả năng mở rộng cho khả năng chuẩn bị hoặc buồng phản ứng
hệ thống bơm
Hệ thống nướng
Phần mềm SPECS để thu thập dữ liệu, phân tích dữ liệu, điều khiển từ xa và khả năng tự động hóa
Các mục bổ sung và tùy chọn:

Súng ion để làm sạch mẫu (IQE 11/35) (khuyên dùng)
Súng ion để làm sạch mẫu và định hình độ sâu phún xạ (IQE 12/38)
Súng phóng tràn (FG 22/35) để trung hòa điện tích mẫu
Sự kết hợp của Súng ion năng lượng thấp và Súng lũ để trung hòa điện tích mẫu
Súng điện tử cho Máy quang phổ Auger (EQ 22/35)
Nguồn cực tím để đo UPS (UVS 10/35 hoặc UVS 300)
Camera soi mẫu
Con trỏ laser

XPS, Chemical Mapping

X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Ultraviolet photoelectron Spectroscopy (UPS) is used to analyze the surface chemistry of a material. XPS spectra are obtained by illuminating the sample surface with monochromatic X-rays and eventually measuring the photo emitted electrons.

In 1905 Albert Einstein received the Nobel Prize in Physics for his quantum mechanical interpretation of the photoelectric effect. Based on the results of Heinrich Hertz and Max Planck about the nature of light being an electromagnetic wave and about the general existence of discrete energy portions, nowadays named “quantum”, this has been a big step for basic science. At this time nobody knew, that this will evolve into the most important method for non-destructive surface chemical analysis. To reach this understanding the development of energy dispersive electron analyzers had been necessary. Thus it took several decades until Kai Siegbahn developed and experimentally realized the first experiment of this kind in the late 1960s, again resulting in a Nobel Prize in Physics. By excitation of electrons from solid samples using characteristic X-rays and detecting the number of photoelectrons in dependence of their kinetic energies it became possible to use the element specific electron energies to derive the chemical
composition of sample surfaces without destroying them. He named the method Electron Spectroscopy for Chemical Analysis, or in short ESCA. The global success of X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) is a result of the development of methods for reliable and precise quantification of ESCA data with an elemental detection limit of <1% in the uppermost surface layers. Elemental chemical mapping is possible by energy filtered imaging or mapping of the respective surface.

XPS basics