紫外光电子能谱UPS

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      仪器型号 Thermo ESCALAB 250XI、PHI5000 VersaProbe III等
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      项目简介

      UPS用于测定导体或半导体材料的功函数价带顶。

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      结果展示

      测试结果一般给出的是excel等格式的原始数据。

      样品要求

      1. 样品状态:薄膜,样品平面尺寸一般要求5*5mm,最大不超过8*8mm,可以为正方形或者长方形,厚度最好不要超过1mm,样品要求具有一定导电性。

      2.粉体样品需要制备为薄膜,具体制备方法及要求如下:先把粉末样品分散在水或乙醇里(浓度尽量低点),滴在硅片上烘干,可以多循环几次,一定要保证膜表面尽量平整、均匀、连续、整洁,硅片尺寸5*5mm-5*8mm,厚度几百μm,涂完膜干燥后膜层以完全覆盖住硅片即可(膜层厚度10-50nm即可),膜层的电阻最好小于10兆欧,最大不能超过30兆欧。

      常见问题

      1. 测试结果为什么跟文献或者预期有偏差?

      第一,由于UPS测量中光激发电子的动能在0-20eV范围,在此能量区间的电子逃逸深度较小,且随能量急剧变化,材料表面的导电性、污染程度和粗糙度等因素会对测量结果产生较大影响,轻则导致谱图的峰位移动和峰形变化,重则导致无信号。UPS适用于分析表面均匀洁净的导体以及导电性较好的半导体薄膜材料。对于合成的粉末样品,影响因素较多,UPS测试存在一定风险 ; 第二,UPS测试过程中,紫外光的扫描范围仅为样品中的某个微小区域,如果样品制备不均匀,或者测试区域恰好条件不佳,也可能会影响测试结果;

      2. 测试老师给出的数据分析结果准确吗,是否可以调整?

      测试老师给出的只是分析结果仅供参考,因为测试老师不知道每个样品具体是什么材料,只能根据自己的习惯和经验大致作图分析,所以我们一般还需要根据对样品性质的了解,对数据分析结果微调甚至大的调整。

      3. UPS是否需要清洁表面

      因UPS采集信息较浅,若样品表面容易变质, 可清洁掉表面材料(一般10nm内),测试清洁后的样品表面

      4. 偏压和无偏压的数据分别时候时候用?

      ①无偏压模式:验证样品导电性、测定价带顶;

      ②偏压模式:测定功函数、价带顶,验证半导体类型(P型/N型)。

      5. 怎么分析价带顶和功函数

      未加偏压:看低结合能一侧(费米边),做切线与右侧直线(平行于X轴)的交点,即为价带顶。

      示例:

      若数据为施加偏压后的,例如,加-5V偏压,则需要先校正,看高结合能一侧(二次电子截止边),做切线与左侧直线(平行于X轴)的交点,用21.22减去交点的值,即为功函数。

       

      6. XPS和UPS在测试上的异同

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