PHI Quantera II™

走査型X線光電子分光分析装置 (XPS)

PHI Quantera II™

さらなる微小領域自動分析に卓越した性能を発揮

PHI Quantera II は、最小7.5μmのX線ビームを走査することが可能な微小領域X線光電子分光分析装置です。
微小領域における高感度分析はもとより、深さ方向分析・自動分析に卓越した性能を発揮し、高いスループットで分析ニーズに応えます。

走査型X線源により最小7.5 μmから最大1.4 mmの領域での高感度分析

高感度微小スポット分析を可能にする走査型X線の模式図、走査型X線励起二次電子像走査型X線源

PHI Quantera II は、PHI独自のビーム走査型マイクロフォーカスX線源(特許※)をさらに高精度化しました。モノクロメータ結晶の品質の更なる向上により、最小ビーム径7.5 μmを達成するとともに、微小領域測定での感度を従来比で約20 %程度向上しました。

PHI Quantera II の極めて収集効率が高い静電半球電子分光器とインプットレンズ系により、他の追随を許さない高感度微小分析を実現します。

さらに、走査型X線を試料表面で高速にスキャンする技術と、X線走査とインプットレンズの取り込みを同期させるDEM(ダイナミックエミッタンスマッチング)技術を併用することにより、大面積での感度・分解能のよい平均分析、面分析、線分析、多点同時分析ができます。

※ 特許第3752252号、第3754696号

圧倒的な微小XPS感度

Binding Energy図3-a,b(下図)に、有機EL素子の光学顕微鏡写真(SPS:Sample Positioning Station、オプション)
および PHI Quantera II の走査型X線励起二次電子像(SXI:Scanning X-ray Image)を示します。数十ミクロンの大きさの青, 緑, 赤の画素に対応する素子が明瞭に示され、絶縁物を含む様々な試料に対して確実に分析位置を決定できることがわかります。

特にSXIは、XPS測定に用いる走査型X線と電子分光器、同じ中和機構を用いて得られており、原理的に位置ずれのない確実な場所決めが可能です。

図3-c(右図)に、青, 緑, 赤の画素を10 μmφの分析領域で同時にサーベイスペクトルによる深さ方向分析を行なった例を示します。このような未知試料の微小領域の深さ方向分析が日常的に可能なXPS装置は、PHI Quantera II だけです。

電極のサーベイスペクトルによる深さ方向分析

低エネルギーの電子とイオンの同時照射により、絶縁物試料を全自動で容易に帯電中和

ターンキー帯電中和

turn key帯電中和の概念図XPSは、導電物から絶縁物まで幅広い固体表面の元素分析に用いられますが、絶縁物試料の帯電中和の条件設定がオペレーターの負担になっていました。

PHI Quantera II は、この問題を解決するため、低エネルギーの電子線とイオンビームを同時に照射する画期的なデュアルビーム手法を採用(特許※)しました。その結果、中和条件の変更なく(ターンキー)、絶縁物測定が可能です。また自動帯電中和は高速かつ安定した自動高さ合わせでも威力を発揮します。
※ 特許第3616714号

ケミカルマップ

a)銅の化学状態別面分布  b)各領域のCu2p3/2スペクトル微小領域の定性・定量分析には、各測定点での高感度スペクトルの測定が不可欠です。このために、高効率インプットレンズと32チャンネル検出器を開発しました。これにより、アンスキャンモードでの高感度スペクトル測定とマッピングを同時に短時間で行うことができます。また、使い易さで定評のあるソフトウェア PHI MultiPakを 用いてLLS(ピーク形状の最小二乗フィッティング)、カーブフィッティングをはじめとするデータ解析を容易に行うことができ、問題をすばやく解決します。

右図上は、銅表面の酸化物(CuO)と硫酸塩(CuSO4)の化学状態マッピングを行なった結果を示したものです。
赤色、緑色、青色はそれぞれのCu、CuO、CuSO4に相当するCu 2pスペクトルを最小二乗フィッティング処理し、重ね合わせて表示したものです。また、右図下にマップデータから抽出したスペクトルを示します。

多様なサンプルナビゲーション

X線励起二次電子像(SXI)による分析位置決定SXI (Scanning X-ray Image)

SXIは、マイクロフォーカス化された走査X線により励起された二次電子を電子分光器で取り込んだ像です。実際に分析するX線によって励起されるため、正確な分析位置の特定・確認が短時間で行えます。

高解像度イントロカメラによる分析位置決定高解像度イントロカメラ

試料導入室(イントロ)で撮影した高解像度写真から、分析位置の決定が可能です。デジタルズーム機能により、正確かつ迅速にナビゲートします。

高倍率光学顕微鏡(SPS)による分析位置決定SPS (Sample Positioning Station)

SPSは、高倍率光学顕微鏡を用いたXYデジタル座標を併せ持つ試料観察装置です。試料を試料ホルダーにセットして、SPSで光顕像をPCに取り込み、設定された座標をもとに試料を分析位置にナビゲートします。

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