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XPS for SIMS－XPS / SIMS 多技術超高真空表面分析系統
XPS for SIMS－多技術超高真空表面分析系統
XPS、UPS、AES、SAM、ISS、LEIS 與 SIMS 整合於同一 Hiden SIMS Workstation
Hiden XPS for SIMS 是建立於 Hiden SIMS Workstation 上的多技術 Ultra-High Vacuum Surface Science System，將 XPS、UPS、AES、SAM、ISS、LEIS 與高靈敏度 SIMS 整合於同一分析平台。
X-ray Photoelectron Spectroscopy 可提供材料的元素組成、Chemical State 與 Bonding Information；SIMS 則具有極高的 Trace Sensitivity、Isotope Analysis 與 Depth Profiling 能力。兩種技術互補，可建立更完整的材料表面與深度資訊。
XPS + SIMS 多技術分析概念
XPS 提供化學態與較高濃度定量資訊，SIMS 延伸至痕量元素、同位素及奈米級深度分析。
XPS 的主要優勢是能分析材料的 Atomic Composition、Chemical State 與 Chemical Bonding Information，並適合較高濃度成分的定量分析。
SIMS 則具有遠高於 XPS 的痕量分析靈敏度，可針對 Trace Elements、Isotopes、Contamination 與 Thin Film Structure 進行分析，並透過 Primary Ion Sputtering 建立 Depth Profile。
因此將 XPS 與 SIMS 結合於同一 UHV Platform，可利用 XPS 的定量結果作為 SIMS 的 Calibration Reference，同時利用 SIMS 將分析能力延伸至更低濃度與更高深度解析需求。
同一 UHV Platform 完成 XPS 與 SIMS
避免不必要的樣品轉移與空氣暴露，並維持一致的 Surface Condition。
Hiden SIMS Workstation Two-Part Chamber
Hiden SIMS Workstation 採 Two-Part Chamber 架構，設計上可直接配置 XPS Upgrade。
系統使用 SPECS® XPS Components，並搭配 Tilting Sample Holders，使 XPS 與 SIMS 可以在同一套 UHV Platform 上操作。
此架構可減少樣品在不同設備之間轉移所造成的重新定位、Surface Contamination 與 Air Exposure，對 Air-Sensitive Materials、Reactive Surfaces、Thin Films 與複雜界面研究尤其有利。
多技術 Surface Science 分析能力
同一分析平台整合多種 Electron 與 Ion Spectroscopy 技術。
XPS
X-ray Photoelectron Spectroscopy，可分析元素組成、Oxidation State、Chemical Bonding 與 Surface Chemistry。
UPS
Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy，可研究 Valence Electronic Structure、Work Function 與價電子相關資訊。
AES
Auger Electron Spectroscopy，可提供材料表面的元素資訊與微區域分析能力。
SAM
Scanning Auger Microscopy，可進行局部表面元素分析與 Chemical Mapping。
ISS / LEIS
Ion Scattering Spectroscopy / Low Energy Ion Scattering，可分析材料極表面的原子組成。
SIMS
Secondary Ion Mass Spectrometry，可進行 Trace Analysis、Isotope Analysis、Depth Profiling 與 Secondary Ion Imaging。
SPECS PHOIBOS 150 HV Analyzer
高穩定度電子能量分析器，可支援一般 XPS 至高能 HAXPES 分析。
Photoelectron Kinetic Energy 最高約 7 keV
XPS Upgrade 採用 SPECS PHOIBOS 150 HV Analyzer Series。高電壓電源與高穩定度 Analyzer Design，可支援最高約 7 keV Kinetic Energy 的 Photoemission Analysis。
這使系統除了適合一般 Laboratory XPS，也能涵蓋更高能量的 X-ray Light Sources 與部分 Synchrotron / HAXPES Application。
PHOIBOS 150 HV 主要分析能力
依 Hiden Analytical 現行 XPS for SIMS 官方公開資料整理。
| Electron Analyzer | SPECS PHOIBOS 150 HV |
|---|---|
| Maximum Kinetic Energy | 最高約 7000 eV |
| XPS Modes | XPS / (M)XPS / HAXPES |
| Photoelectron Analysis | UPS |
| Auger Analysis | AES |
| Ion Scattering | ISS / LEISS |
| Detector | Integrated 1D-DLD Detector |
| Snapshot Acquisition | 最高約 1200 Energy Channels |
| Energy Acquisition | Ultrafast Snapshot Measurement / Continuous Sweeping Energy Spectra |
| Analyzer Power Supply | HSA 7000 High-Stability Power Supply |
| System Platform | Hiden SIMS Workstation Two-Part UHV Chamber |
1D-DLD 高性能電子偵測器
直接電子偵測、低 Dark Count 與高 Linearity，提供高品質 XPS Data Acquisition。
PHOIBOS 150 HV 整合 1D-DLD Detector，可直接偵測 Electron Signal，輸出 Quantitative Counts per Second（cps）。
高速 Electronics 可執行 Ultrafast Snapshot Measurement，單次能譜可涵蓋最高約 1200 Energy Channels，亦能執行 Continuous Sweeping Energy Spectra。
低 Dark Count Rate 與高 Linearity，使系統適合高品質 XPS 與高能 Photoelectron Spectroscopy。
HSA 7000 高穩定度分析器電源
支援中、高 Kinetic Energy 區域的穩定電子能量分析。
PHOIBOS 150 HV 配置 HSA 7000 High-Stability Power Supply，用於維持 Electron Energy Analyzer 在 Medium 與 High Kinetic Energy Range 的穩定性能。
系統最高可支援約 7000 eV 的 Kinetic Energy Range，使同一分析器可涵蓋一般 XPS 至高能量 Photoelectron Analysis。
XPS 與 SIMS 的互補優勢
一套提供 Chemical State，一套提供高 Trace Sensitivity 與 Depth Information。
- XPS－Atomic Composition
- XPS－Chemical State / Bonding Information
- XPS－較高濃度成分定量
- SIMS－高 Trace Element Sensitivity
- SIMS－Isotope Analysis
- SIMS－Nanometre-Scale Depth Profiling
- XPS Quantification 可作為 SIMS Calibration Reference
- 同一 UHV Platform 降低 Air Exposure
- 降低不同儀器之間的 Sample Transfer 誤差
- 建立 Composition + Chemical State + Depth 的互補資訊
XPS / SIMS 多技術分析工作流程
同一樣品可依研究需求交替進行 Chemical State 與高靈敏度 Depth Analysis。
典型分析可先利用 XPS 取得樣品原始 Surface Composition 與 Chemical State，建立未經 Sputtering 的 Surface Reference。
接著可利用 SIMS 進行 Trace Element Analysis、Isotope Analysis 或 Depth Profiling，觀察材料元素組成隨深度的變化。
若研究需要比較不同深度位置的 Chemical State，亦可利用同一 UHV Platform 進行進一步的多技術分析。
這種工作流程特別適合 Thin Films、Multilayer Structures、Oxide Interfaces、Semiconductor Materials、Energy Materials 與 Surface Reaction Studies。
XPS for SIMS 典型應用
適合需要 Chemical State、Trace Element 與 Depth Information 互補的進階材料研究。
Thin Films 薄膜
分析多層膜、Coating、Interface、Surface Chemistry 與元素 Depth Distribution。
Semiconductor 半導體
研究 Dopants、Surface Oxides、Interfaces、Trace Impurities 與 Chemical State。
Energy Materials 能源材料
適合研究電極、功能薄膜、界面與元素遷移，同時比較表面 Chemical State 與 Depth Composition。
Solar & Photovoltaic Materials
可研究多層 Photovoltaic Materials 的 Composition、Interface Chemistry、Trace Elements 與 Depth Distribution。
Oxides & Functional Materials
研究 Oxidation State、Stoichiometry、Defects、Diffusion 與材料深度組成。
Surface Contamination
利用 SIMS 高靈敏度尋找 Trace Contaminants，再結合 XPS 判斷其 Chemical State 與表面化學資訊。
Hiden 表面分析質譜應用影片
Mass Spectrometers for Surface Analysis Applications
恩詠有限公司－Hiden XPS / SIMS 多技術表面分析系統整合
XPS for SIMS 的核心價值，是在同一 UHV Platform 中將 Chemical State Analysis、Elemental Composition、Trace Analysis、Isotope Analysis 與 Depth Profiling 建立成互補式分析工作流程。
恩詠有限公司可依客戶的樣品材質、XPS / HAXPES 能量需求、SIMS Depth Profiling、Chemical State、Trace Impurity、UPS、AES、ISS / LEIS、Sample Handling、UHV Chamber、Thin Film、Semiconductor、Energy Material 與其他 Surface Science Research需求，協助評估適合的 Hiden XPS for SIMS 系統配置。