Фотоэмиссионная электронная микроскопия
-
История и развитие
- В 1933 году Эрнст Брюхе опубликовал изображения катодов, освещенных ультрафиолетовым светом.
- В 1963 году Гертруда Ф. Rempfer разработала электронную оптику для первых ПЭЭМ.
- В 1965 году Берроуз изготовил электростатические линзы и клапаны для PEEM.
- В 1971 году компания Balzers выпустила первый коммерчески доступный PEEM.
-
Фотоэлектрический эффект и фотоэлектронная микроскопия
- Фотоэлектрический эффект: электроны испускаются веществом после поглощения энергии электромагнитного излучения.
- Фотоэлектронная микроскопия: информационный пучок электронов исходит от образца, источником энергии может быть свет, тепло, ионы или нейтральные частицы.
-
Фотоэлектронная визуализация и фотоэмиссионный электронный микроскоп
- Фотоэлектронная визуализация: распределение точек, из которых электроны выбрасываются из образца под действием фотонов.
- Фотоэмиссионный электронный микроскоп: создает полную картину распределения фотоэлектронов.
-
Источники света и электронно-оптическая колонка
- Исследуемая область образца освещается ультрафиолетовым светом или рентгеновскими лучами.
- Электронно-оптическая колонка содержит электростатические или магнитные линзы, элементы коррекции и ограничивающую апертуру.
-
Разрешение и энергетический фильтр
- Разрешение определяется объективом или катодной линзой, зависит от электронно-оптических свойств.
- Энергетический фильтр используется для аналитических применений, таких как UPS и XPS.
-
Детектор и PEEM с временным разрешением
- Детектор преобразует электронное изображение в фотонное, обычно используется люминофорный экран.
- PEEM с временным разрешением обеспечивает высокое временное разрешение, достигающее нескольких фемтосекунд.
- Временное разрешение достигается за счет использования коротких световых импульсов.
-
Ограничения PEEM
- PEEM работает только в условиях ограниченного вакуума
- Электроны должны иметь соответствующую среднюю длину свободного пробега
-
Разрешающая способность и угловое разрешение
- Разрешающая способность ограничена примерно 10 нм
- Угловое разрешение и энергетическая селективность затруднены из-за недостаточной интенсивности
-
Сравнение с другими методами
- ПЭМ и СЭМ используют электрическое ускоряющее поле
- LEEM и MEM используют электронные пушки
- PEEM использует иммерсионный объектив без электронных пушек
-
Новые технологии PEEM
- TR-PEEM подходит для наблюдения быстрых процессов в реальном времени
- TOF-PEEM использует сверхбыструю ПЗС-камеру или счетный детектор
- Многофотонная PEEM изучает локализованные поверхностные плазмонные возбуждения
-
PEEM в жидкостях и плотных газах
- Разработка тонких жидкостных ячеек позволила проводить PEEM жидких и газообразных образцов
- Истинная PEEM-визуализация границ раздела жидкостей реализована с помощью графена
- Совместимые с UHV графеновые ячейки позволяют исследовать электрохимические границы раздела жидкость-твердое тело