北京正负电子对撞机国家实验室 (2).pdf

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1、北京正负电子对撞机国家实验室HANDBOOKOFBEIJINGSYNCHROTRONRADIATIONFACILITY北京同步辐射装置操作手册（修订稿）4B9B束线和光电子能谱实验站北京正负电子对撞机国家实验室办公室编印2008年02月4B9B束线和光电子能谱实验站一、光源及光子能量分布图1.1BEPCII下同步辐射专用光（2.5GeV,250mA）、兼用光(1.89GeV,900mA)与改造前(2006年年底前，2.2GeV,100mA)，在各自的标准工作流强下，能量为10-1100eV之间的光子在0.1%带宽每秒通过数量按其能量分布情况的比较。图1.1表示正负电子对撞机加速器改

2、造前和改造后，在不同运行模式下，4B9B前端区，亦即光电子能谱实验站光束线光子通量随光子能量的分布。由于在前端区这是一个连续光谱的白光，而做光电子能谱实验所需要的是特定能量的光子。为此，具有上述强度分布的光子经过4B9B光束线光学元器件的反射和衍射等过程，最终到达光电子能谱实验装置的是单色化的光子。此图所示光子数随能量的分布曲线代表在图2.1中到达前置镜前的情形。二、光束线、实验装置及功能A、光束线：光电子能谱实验站利用4B9B光束线提供的同步光，其能量范围为10eV-1000eV的光子。通过表面和界面光电子能谱测量手段对物质电子结构进行实验研究。在图2.1中示意光电子能谱实验站光

3、路输运线（4B9B光束线）核心光学部件名称及所在位置。气阀光栅单色器沿箭头方向按所标数字排实验站132输出能量范围41：350—1100eV光栅单色器镜箱2：160—500eV3：65—210eV4：10—60eV后聚焦镜低能分支光路，对应4号光栅前置镜镜高能分支光路，对应1、2、3号光栅光源图2.14B9B光束线示意图。右下方为光源，即同步辐射光自储存环进入光束线，经过中上方光栅单色器把白光进行单色化，再经过右上方后聚焦镜系统把光斑尺寸缩小后再进入分析室，打到样品表面上。B、光电子能谱实验装置：光电子能谱实验装置为快速进样室、制备室、激光分子束外延室及分析室等四个腔体连为一体组成

4、的系统的通称。这四个腔体包含了不同的配置，在进行实验完成一个完整的过程时它们各自发挥不同的功能，以完成不同的任务。其布局如图2.2所示。氩离子轰击、电子束退火、低温冷却、气体吸附等样品处理手段，背散射高能电子衍射（RHEED）、常规X-ray射线光电子谱（XPS）、同步辐射角积分光电子谱（PES）、同步辐射角分辨光电子谱（ARPES）等分析功能；在外延室内在衬底上外延生长薄膜，对于这样一个超高真空的多功能系统，要掌握各项技术，完成实验工作，必须仔细、认真地了解设备的特点及操作规程，并且经过严格的培训后，才可在实验站动手工作，为此，制定以下操作规程，供用户使用。以下按基本实验顺序进行

5、说明。样快速进样室角积分能量品架分析器激光分子束样品分析室外延装置样品制备室RHEED屏幕高能分支光路低能分支光路图2.2光电子能谱实验装置图三、样品准备标准样品尺寸S(表面积,厚度从微米到毫米)为：2mm×4mm≤S≤10mm×10mm如样品为粉末状，必须制成上述尺寸的固体状片，粉末样品一定要粘牢，所用粘合剂应不放气或尽量少放气，不能对真空系统造成污染。用于做SRUPS的样品必须导电。将样品固定在样品托上。四、进样1、用丙酮或无水酒精清洗准备实验的样品，吹干。2、进样室如果处于真空状态，应首先停掉分子泵，然后关机械泵，等分子泵转速降下后，将进样室窗口的锁紧钮逆时针旋松，用手扶着窗

6、口，从放气口放进干燥氮气，直至进样室内充满氮气，窗口自动松开。3、松开进样杆上的锁紧螺钉，向下旋转进样杆在合适的高度，将样品用清洁的镊子依次放在样品台上。4、关紧进样室的窗口，按顺序启动机械泵、分子泵。5、样品在进样室中，停留1－2小时(视样品的放气情况)抽真空后，慢慢试打开进样室与制备-7室之间的闸板伐，此时应注意制备室的真空度变化，如真空度虽然下降(不能低于10mbr)，但随着伐门打开，真空度可以很快变好，则可以继续开伐门，直至全打开，向制备室内旋进样杆至合适高度，用样品叉取下样品，放在小车上。6、样品取出后，将进样杆向进样室方向旋上去，确认到位后，关紧两室之间的闸板伐。7、依

7、次停进样室的分子泵、机械泵。8、样品在制备室中抽真空，待真空度变好后，才可进行样品处理(如氩离子轰击或退火)，再进外延室或分析室。五、氩离子轰击氩离子轰击的目的是清除掉吸附在样品表面上的氧和碳，或其它蒸镀物，在做轰击前后，都要做俄歇谱(AES)，以便检查样品表面的成份和轰击的效果。氩离子轰击的具体步骤如下：1、将要轰击样品放在制备室样品架上，调好样品架位置。2、清洗氩气管路启动机械泵，开小伐1，抽管道，关阀1，开氩气瓶，打开小阀门2，使氩气进入，再重复上述步骤两次，关