Spektrometr odwrotnej fotoemisji LEIPS

Spektrometr odwrotnej fotoemisji LEIPS (Low Energy Inverse Photoemission Spectroscopy) pozwala wyznaczyć strukturę elektronową nieobsadzonych poziomów energetycznych pasma przewodnictwa materiałów półprzewodnikowych. Jego zasada działania oparta jest na analizie widma promieniowania elektromagnetycznego z zakresu światła widzialnego oraz ultrafioletowego emitowanego w wyniku absorpcji elektronów o niskiej i precyzyjnie określonej energii. Emisja ta jest wynikiem wypełniania przez elektrony niezajętych stanów energetycznych pasma przewodnictwa.

Spektrometr stanowi doposażenie pracującego już w ACMiN spektrometru fotoelektronów UPS/XPS+ArGCIB. Metoda XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) dostarcza informacji o składzie oraz stanach chemicznych pierwiastków w materiale, natomiast dokładna analiza pasma walencyjnego badana jest metodą UPS (Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy). Dołączanie analizy pasma przewodnictwa metodą LEIPS pozwala wyznaczyć pracę wyjścia, energię jonizacji, powinowactwo elektronowe i szerokość przerwy energetycznej, a więc niezbędne wielkości opisujące strukturę elektronową półprzewodników.

Wszystkie trzy metody: XPS, UPS oraz LEIPS analizują wierzchnią warstwę materiału o grubości nie większej niż 5 nm. Badanie głębiej położonych warstw jest możliwe poprzez usunięcie warstwy wierzchniej metodą rozpylania jonowego. Do tego celu wykorzystywane jest w unikalne działo jonowe pozwalające usuwać warstwę wierzchnią bombardując jonami klastrów atomów argonu ArGCIB (Argon Gas Cluster Ion Beam), które minimalizuje lub całkowicie eliminuje niepożądane efekty pojawiające się przy rozpylaniu wiązką monoatomową.