BL-7二次元光电子分光.PDF

BL-7 2 次元光電子分光DIANA ビームライン ◆概要 固体や固体表面の電子状態は、それらが示す多様な物性、機能を理解あるいは予測するために必要な 基礎的な情報である。固体の電子状態を測定するためには、真空紫外から軟Ｘ線領域にかけての角度分 解光電子分光（ARPES）の測定が最適である。通常、ARPES の測定では、小型の半球型の電子エネルギ ー分析器を試料の回りで回転させて光電子放出の角度分布を測定する。この方法では広い角度分布を測 定するには大変な時間がかかるため、表面状態に敏感な実験では困難がある。本ビームラインでは、2 次 元表示型球面鏡電子エネルギー分析器[2‐dimensional DIsplay type ANAlyzer (DIANA)]を備えた固体・固 体表面測定装置により、±60°におよぶ広い立体角の光電子放出パターンを同時計測することができる。 それにより、結合をになう価電子帯の等エネルギー面形状を光電子放出分布の2 次元画像として直接観察 できる。そのため本ビームラインでは、低次元ナノ物質のフェルミ面形状の解析、フェルミ面を構成する原子 軌道の同定などのユニークな測定が可能となり、低次元物質、軌道整列物質などの新奇な物質の電子状 態、電子物性の発現メカニズムの解明が可能である。 ◆2 次元光電子分光 DIANA ビームラインの構成/仕 様 本ビームラインでは、定偏角型斜入射分光器により、10-160 eV の直線偏光した放射光が利用できる。超高真空の表面測 定装置は、DIANA を備えた分析室、イオン衝撃や加熱による 試料表面の清浄化、蒸着による表面新物質の作製などができ る処理室、および試料導入室により構成されている。なお、本 ビームラインは奈良先端科学技術大学院大学 大門教授との 共同研究として運用されている。 ビームライン 定偏角型斜入射分光器 前置鏡（トロイダル鏡） 光学系 球面回折格子 4 枚（300、600、1200、2400 l/mm） 後置鏡（トロイダル鏡） 光エネルギー範囲 10-20 eV、20-40 eV、40-80 eV、80-160 eV 分解能 E/E = 2000-4000 （計算値） 9 11 強度 10 - 10 photons/s/300 mA （計算値） 真空度 ~ 1 ×10-8 Pa 測定系 分析器 2 次元表示型球面鏡電子エネルギー分析器 分解能 エネルギー：E/E ~ 130、角度：~ 1° 分析室 真空度 ~ 1 ×10-8 Pa 測定時間 ~ 30 sec/pattern Ar イオンスパッタ銃、蒸着源、水晶振動子膜厚計、 装置 処理室 低速電子線回折/オージェ電子分光装置 真空度 ~ 3 ×10-8 Pa 導入室 真空度 ~ 5 ×10-6 Pa ◆測定例 ◆近年の成果 [1] Masaru Takizawa, Hidetoshi Namba, Fumihiko Matsui, Hiroshi Daimon: “Photon energy dependence of graphite valence band photoelectron intensity”, J. Electron Spectrosc. Re