Ｘ線光電子分光分析装置（XPS、ESCA）

概要

特定のエネルギーを有したＸ線（ｈν）を物質表面に照射し、そこから放出された光電子の運動エネルギー（E_KIN）を測定し、その電子が原子に束縛されていた結合エネルギー（E_B）を求める。

E_B＝ｈν－E_KIN－φ

この結合エネルギー値は原子固有であり、さらに原子の結合状態によりわずかに変動する（化学シフト）。また光電子の強度はその原子の濃度と比例しているため、元素の同定、結合状態の推定、構成元素の比率を求めることが可能である。

写真１　装置：アルバック・ファイ

金属、半導体、無機、有機、高分子など全ての材料の表面分析

検出可能元素

Li以降の全元素
検出下限

0.1～1原子％（元素により異なるが、一般に原子番号の大きい元素の感度が高い）
X線ビーム径

最小9μｍφ（従来のXPSでは数mmであったが、当社ではμ－ESCA｛図１｝を使用しているためX線ビーム径を絞ることが可能。→試料の狭い領域のみの分析が可能）
エネルギー分解能

最高0.5ｅＶ（Ａｇ3ｄ_5／2）→高分解能状態分析が可能｛図２｝
深さ方向分析

1nm/min～50nm/min程度まで任意のピッチで測定可能
絶縁物分析

容易
マッピング分析

可能

図２　ＰＥＴの高分解能状態分析