SMART

Spectro-Microscopy with aberration correction for relevant techniques

Spektro-Mikroskopie mit Aberrationskorrektur für etliche relevante Techniken

Das Instrument ist ein aberrationskorrigiertes PhotoEmissionsElektronenMikroskop mit einem abbildenden Energieanalysator, das am Strahlrohr UE49 SMART mit hoher Flussdichte installiert ist. Das SMART Mikroskop hat als erstes PEEM erfolgreich die gleichzeitige Kompensation der sphärischen und chromatischen Aberrationen gezeigt und damit die herausragende Ortsauflösung von 2,6 nm (LEEM) und 18 nm (energiegefiltertes XPEEM mit W4f XPS Linie) bei gleichzeitiger Transmissionsverbesserung um Faktor 6 unter experimentellen Bedingungen am BESSY-II erreicht.

Die Vielzahl der Betriebsarten – Mikroskopie, Spektroskopie und Beugung von photoemittierten und reflektierten Elektronen – und der Methoden, z.B. Photoemissionselektronenmikroskopie (PEEM), energiegefilterte XPEEM, NEXAFS-PEEM, LEEM, NEXAFS, XPS, UPS, XMCD, XMLD, Photoelektronenbeugung (PED), Valenzbandstrukturmessung und LEED, ermöglichen eine umfassende Charakterisierung von inhomogenen Oberflächen und dünnen Filmen auf Nanometer Skala bei einer Oberflächenempfindlichkeit von nur wenigen Atomlagen. Anwendungsbeispiele sind die lokale chemische Zusammensetzung von Metall-Nanopartikeln und strukturelle Domänen in dünnen Oxid-Filmen, die lokale molekulare Orientierung von inhomogenen organischen Filmen und lokale Bandstrukturmessungen an geordneten Siliziumdioxid-Filmen.

Die schnelle direkte (dh. nicht-rasternde) Abbildung verbunden mit der Möglichkeit, während des Betriebs Materialien in Messposition aufzudampfen, die Probe zu kühlen oder zu heizen und die Oberfläche reaktiven Gasen auszusetzen, ermöglicht die in situ und Echtzeit-Untersuchung von komplexen Prozessen wie z.B. Filmwachstum, Legierungsbildung, chemische Oberflächenreaktionen, thermische Desorption oder Phasenübergänge auf nanometer Skala in Videorate mit chemischem und strukturellem Kontrast.

 

SMART Mikroskop am UE49-SMART Strahlrohr

SMART Mikroskop am UE49-SMART Strahlrohr

Liste von Publikationen
Station data
Temperature range 200 - 1800 K
Pressure Range 1e-10 - 5x 1e-6 mbar
Detector aberration corrected and energy-filtered XPEEM/LEEM system
Manipulators special sample holder design
Sample holder compatibility ELMITEC sample holder
sample size:
8-13 mm diameter (round samples)
8mm x 8mm up to 10mm x 10mm (square/rectangular)
sample thickness: 0.5 mm - 3 mm
Beamline(s)

UE49_PGM SMART

Ortsauflösung LEEM 2.6 nm
Ortsauflösung XPEEM (XPS) 18 nm
Energieauflösung (XPEEM) 180 meV
Basisdruck 1e-10 mbar
Betriebsdruck up to 1e-6 mbar
Flansche auf Probe gerichtet 8 (4 for evaporators)
Anzahl Proben im UHV 6
Temperatur-Messung W/Re thermocouple or pyrometer

Methods

NEXAFS, XMCD, Surface Diffraction, Photoelectron EM, X-ray Microscopy, XPS, UPS