0.000754 @1800 eV 0.592848 @1846.8 eV 0.349689 @2000 eV
[全電子収量]
0.065845 @1800 eV 0.301262 @1846.8 eV 0.126684 @2000eV
S
edge-jump/B 462.78 0.92397
S
Whiteline/S
edge-jump1.7343
5.4698
部分蛍光収量全電子収量 石英
電子収量は 低
S/B
比自己吸収が主原因
http://oflab.iis.u-tokyo.ac.jp/Koya/experiment1a.html
電子の非弾性平均自由行程
33
電子が妨害なく（元のエネルギーを保ったまま）進むことの できる距離。一般には強度が
(1/e ≒ 0.368)
となる距離。やはり電子収量は
(
最)
表面敏感？電子収量で検出している電子は？
34 http://encyclopedia2.thefreedictionary.com/
(I) (II)
(III)
X-ray
電子収量で検出する電子の数 オージェ電子 ＜ 二次電子
・低エネルギーの内殻・価電子帯 からの光電子、オージェ電子、
これらの二次電子
・他元素からの上記電子。
電子収量は基本的にバックグラ ウンドが高い。
⇒精度が低い。
電子収量のシグナル
バックグラウンド
（浅い） （少し深い）
電子収量で観察できる深さ
35
電子収量で検出している深さ（検出深さ）： 最表面～？
nm
厳密にはわからないが目安は欲しい。
Si
熱酸化膜の膜厚依存Fe
薄膜上のCr
膜厚依存B. H. Frazer et al., Surf. Sci. 537 (2003) 161.
Si
SiO
2電子収量で観察できる深さ
36
電子収量で検出している深さ（検出深さ）： 最表面～？
nm
全電子収量の最大（最深）検出深さの見積もり表面敏感ではあるが、エネルギーによってはそれほど浅くない。
より表面敏感にするには
37 http://encyclopedia2.thefreedictionary.com/
(I) (II)
(III)
X-ray
(I)
だけを測定・・・オージェ電子収量→
光電子分光用エネルギー 分析器を用いる。(II)
だけを測定・・・部分電子収量→
電子増倍管、マイクロチャネル プレートを用いたバイアス電極 付き電子検出器を用いる。Scienta Omicron R3000
Microchannel Plate
38 https://www.photonis.
com/en/application/re sidual-gas-analysis
https://www.hamamatsu.com/us/
en/F4655-13.html https://www.olympus-lifescience.com/ja/microscope-resource/primer/digitalimaging/concepts/proximity/
Photomultiplier tubes -basic and application 3rd edition, 浜松ホトニクス (2007).
Microchannel Plate 検出器
39
Incident X-ray
Sample
Retarding grid MCP and
metal collector
Electrons
Low-energy electron
MCP
の前方に金属メッシュを設置↓
バイアス（負の電位）を印加
↓
試料深くからの電子（≒エネルギー をかなり失っている電子）は
MCP
に 到達できない。より表面敏感に！
http://encyclopedia2.thefreedictionary.com/
多モード測定の応用例
40
C. Yogi et al., J. Power. Sources 248 (2014) 994.
『リチウム電池正極
LiCoO
2上 の有機分解被膜の研究』電極上の有機絶縁体被膜
→
電解液溶媒が分解して形成○適量
→
サイクル特性向上×過剰
→
容量劣化LiBOB
添加により適度な被膜を形成し、過剰な溶媒分解を 防止。
1
測定で同一試料、同一位置の深さ違いの情報が得られる。従来型 MCP 検出器の問題点
41
Incident X-ray
Sample
Retarding grid
MCP and
metal collector
Electrons
Fluorescent X-ray
[Fluorescence Yield]
・C : 0.003 (284 eV)
・N : 0.005 (402 eV)
・O : 0.0085 (532 eV)
・Al : 0.04 (1559 eV)
・Si : 0.05 (1839 eV)
・P : 0.06 (2145 eV)
J. Stohr: ‘NEXAFS Spectroscopy’
Springer-Verlag, Berlin.
[Fluorescence Yield]
従来型 MCP 検出器の問題点
42
阻止電位をかけると相対的に蛍光
X
線の検出量が増え、あたかもバルク敏感になったように見える。
従来型
MCP
検出器を1 keV
以上でPEY
検出器として 使用することは困難。MCP detector Sample SDD
高真空測定室内 (a) 規格化されたスペクトル (b) 規格化されていないスペクトル
SiO2
Si
SiO2 Si
Si SiO2
Electrons Fluorescent X-rays Incident
X-rays
Si SiO2
新規 MCP 検出器の開発
43
低エネルギー電子 入射X線
試料
電子
電子
蛍光X線
ピコアンメータ
電池ボックス ピコアンメータ -3 kV
PEY検出器 入射X線 試料電流
シリコンドリフト 検出器
新規 MCP 検出器による XAFS 測定
44
PEY(
阻止電位：-1300V) TEY(
試料電流) Si
とSiO
2の混合比PEY
ではTEY(
試料電流)
の半分以下の検出深さ。 より表面敏感な測定が可能。
[
試料]
様々な膜厚の熱酸化膜付Si
ウエハー1820 1840 1860 1880 1900 1920
PFY using SDD Sample drain current
Normalized Intensity (a. u.)
Photon Energy (eV)
PEY bias:-1300V
25.3 nm
厚Si
熱酸化膜のSi K
吸収端XAFS
スペクトルPEY検出器 入射X線 試料電流
シリコンドリフト 検出器
3 モード（ PEY 、 TEY 、 PFY ）同時測定
K. Nakanishi et al., Surf. Interface. Anal. 44 (2012) 784. 45