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纳米真空互联实验站设备介绍第11期——PEEM 光发射电子显微镜

  • 时间:2023-07-24 09:52:09
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  • 纳米真空互联实验站设备介绍之

    PEEM 光发射电子显微镜

     
    01

    设备简介
     



    设备型号:SPECS PEEM P90


    主要特点:

         PEEM是一种表面敏感的原位、动态成像技术,实时探测气/固界面反应,材料生长过程中样品表面的功函数、几何结构、电子结构。系统另配置场发射电子枪,可实现低能电子显微镜(LEEM)功能。该设备还配置真空互联UHV-CVD管式炉,可进行常压气氛条件下样品处理、生长、反应等过程的准原位表面成像。

     
    02

    真空互联特色

        结合真空互联技术,能够将样品在不受到大气污染的条件下进行制备、转移和测试分析。进而获得样品生长动力学、反应动力学过程,揭示其中的微观机理。


    03

    关键性能指标

    空间分辨率PEEM 10nmLEEM 5 nm;

    时间分辨率:50 ms;

    原位测试温度:RT- 1500 K;

    原位工作压力:3×10-10~ 3×10-5 mbar;

    准原位工作压力(与UHV-CVD联用):3×10-10~ 1 bar;

    准原位测试温度(与UHV-CVD联用):RT- 1400 K


    04

    设备功能

    1. 原位动态表面成像

    2. 功函数成像

    3. 微区LEED测试


    05

    设备案例

         基于超高真空互联的表面成像(PEEM/LEEMSTM)、表面谱学(XPSTOF-SIMS)多重(准)原位真空互联生长和表征技术,系统的研究了近表层Ar纳米气泡对Ru(0001)表面石墨烯的生长、拼接和刻蚀演化过程。研究结果表明:近表层Ar纳米气泡的引入,能够显著削弱基底表面台阶限制作用和薄膜-基底界面相互作用,提供了类似液态基底的freestanding的环境,实现了各向异性-各向同性的生长模式转变,圆形石墨烯岛的无缝拼接,以及刻蚀和再生长驱动的圆形-六方(Wulff结构)形貌转换。并且首次观察到拼接过程中反常的生长加速现象,这是由于生长单体在表面迁移寿命显著增加导致的。石墨烯作典型的2D材料,以它为基础得出的科学规律和结论可以很好的推广到其他2D体系。我们可以做出合理化的预测:采用含有近表层Ar纳米气泡的Ru(0001)表面能够实现多数二维层状材料(包括硫化物、碳化物等)的各向同性生长、外延拼接和Wulff结构。该成果以封面文章和editor’s recommendation的形式发表在Nano Research 期刊(Growth, coalescence, and etching of two-dimensional overlayers on metals modulated by near-surface Ar nanobubbles. Nano Research 2022, 15(3): 27062714).




    石墨烯在干净表面Ru(0001)-CLE和含有Ar纳米气泡的表面Ru(0001)-NSA 生长的多重真空互联(准)原位表征


    06

    制样要求

    1. 基片平板类样品;

    2. 5 mm×5 mm <尺寸<8 mm×8 mm,厚度小于3 mm

    3. 导电性良好;

    4. 平整度良好,表面粗糙度小于5 nm;

    5. 最好是单晶样品;

    6. 样品为导电样品。

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