1.测试功能
主要用于分析导体和半导体薄膜材料的功函数、价带谱、获取价带/HOMO位置及能级排列图。
2.测试条件:He灯光源(HeI 21.2 eV)
3.测试内容和数据形式:
在样品表面选取一点,分别进行(1)价带谱测试和(2)施加-5V或-10V偏压测试二次电子截止边谱图(注明:为了得到高质量数据,两张谱图是分两次采集),提供价带谱和二次电子截止边谱图的excel数据。
4.样品要求:样品导电性:导体或半导体样品(表面电阻<10MΩ )。 样品尺寸:5mm*5mm 至7mm*7mm,不接受大尺寸样品,测试样品形态:表面分布均匀、清洁无污染的固体薄膜或块材。
5.测试过程:样品表面随机选取一点测试,并对数据进行分析,增加测试点,增加费用。
6.注意事项:
(1)常规测试:送样品前,填好好委托单发客服审核,确保正常测试。
(2)测试时采用金箔样品校准仪器,保证仪器正常工作,对因样品问题导致的数据异常,测试费用正常收取。
(3)测试完的样品,仅保留3个工作日,3个工作日后销毁,送检样品一般不建议回收,如需回收请注明,不承担回寄费用和丢失风险;
7.UPS测试常见问题:
(1)为什么提供的UPS是两张谱图,而不是一张谱图?
通常有的UPS会把价带(VB)和二次电子截止边(SEC)一起扫描(如左侧谱图所示),但由于二次电子截止边的信号非常强,扫谱时必须降低分析器MCP的电压,这样会导致价带的信号较弱,不利于观测价带电子态。所以好一点的UPS 实验会把二次电子截止边(SEC) 和价带(VB)分开扫描,扫描二次电子截止边时分析器MCP用较低电压(如右侧谱图所示),扫描价带时MCP用较高电压,这样得到的谱图质量更高,是目前更为专业的测试方法。由于二次电子截止边和价带谱图是用不同分析器电压采集的,无法合并为一张谱图,可以采用 如右下谱图的方式绘制谱图放于文章中。
(2)粉末样品是否适合测试UPS,有哪些问题?
由于UPS测量中光激发的价带电子的动能只有几个eV,非常容易受到材料表面的导电性、 污染程度和粗糙度等因素影响,轻则导致谱图的峰位移动和峰形变化,重则导致无信号。UPS适用于分析表面均匀洁净的导体以及导电性好的半导体薄膜材料。对于合成的粉末样品,影响因素较多,UPS测试结果存在不确定性风险。
(3)样品制备和邮寄时注意什么?制备薄膜时要选用导电性好的基底,如硅片或铜箔等,样品覆盖满基底表面,厚度尽可能薄。邮寄样品时,样品置于样品盒中需用少量双面胶固定,防止样品晃动导致表面损伤。注意是少量双面胶,双面胶用多了会导致样品难以取下,甚至发生破损。对于对水汽和空气敏感的样品,建议使用抽真空密封的样品袋。样品背面禁止粘标签纸,难以取下,影响抽真空。
(4)ITO或FTO薄膜样品制备注意事项:
注意ITO或FTO导电玻璃的基底是玻璃(绝缘体),只有表面的ITO或FTO层是导电的,所以样品薄膜应该制备在导电薄膜一测。对于导电面的判断可以借助万用表测试,一般玻璃绝缘面的电阻值太大超出量程。对于透明薄膜样品,用双面胶粘样品时,一定要粘绝缘玻璃一测,防止污染样品表面。
(5)测试样品需要用导电双面胶粘在样品托上,由于导电胶粘度比较较大导致样品比较难取下,可能会导致样品破碎。
(6)为什么与文献中的测试结果差别较大? 样品的具体状态不可能完全一致,例如颗粒尺寸,组分分布、表面形貌和导电性等参数。即使是类似的样品,不同文献的结果差别也是很大。为了能更好地解释数据,建议同一批次样品加入对比样品。