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Entdecke das SPA-LEED

Das SPA-LEED Gerät (engl. für spot profile analysis low energy electron diffraction) wurde in den 1980er Jahren von Prof. Martin Henzler und Mitarbeitern entwickelt. Seine Vorteile sind:

  • Sehr hoher Dynamikbereich
    7 Größenordnungen von 0.1 bis zu etwa 2*10^6 Elektronen pro Sekunde
  • Sehr hohe laterale Auflösung
    Transferweite >Angström
  • Hintergrundintensität ohne Artefakte
    Kein Moiré durch Gitter oder Supressor
  • Keine Abschattungen im Bild
    Keine Elektronenkanone sichtbar

Somit ist es insbesondere gut geeignet für die Aufnahme von LEED-Reflex-Profilen mit hoher Dynamik und hoher Auflösung, um deren Form zu analysieren (daher kommt auch der Name der Methode), wodurch sich quantitative Informationen über Rauigkeit, Defekte usw. gewinnen lassen, was mit anderen Methoden nicht möglich ist.

GeSi Si001 Si111 SEM Modus

(SPA-LEED Daten 1&2 von Dr. Rüdiger Hild, #3 Dr. Christian Wiedhoff, #4 Dr. Peter Kury)

Über die Qualität der Beugungsdaten im Sinne großer Dynamik und Auflösung hinaus liefert ein SPA-LEED besonders schöne und ästhetische LEED Bilder, weil weder Moiré-Effekte noch die Abschattung durch die Elektronenkanone stören, und außerdem die Daten durch beliebige Farbtabellen dargestellt werden können.

Das SPA-LEED kombiniert zwei elektrostatische Ablenksysteme, um die Bahnen von einfallendem Elektronenstrahl (von der Elektronenkanone an) sowie von gebeugten Elektronen auf dem Weg zurück zum Detektor jeweils in einer S-förmigen Bahn zu biegen.

Prinzip des SPA-LEED

Die Ablenkung von einfallender und gebeugter Trajektorie hat eine beosnders günstige Ewald-Konstruktion zur Folge, die fast die doppelte Länge des (k_f - k_i) Vektors und damit sowohl einen größeren k_par Meßbereich als auch eine geringere Krüummung der Ewald-Kugel (grün) im Vergleich zu einem optischen LEED (blau) ermöglicht.

Ewald-Konstruktion des SPA-LEED

Die Geräte wurden in der Vergangenheit von Leybold und später bei Omicron Nanotechnology (jetzt ScientaOmicron) hergestellt, und wir sind stolz, das Erbe für dieses mächtige Werkzeug zur Oberflächenanalytik anzutreten.

Photo des SPA-LEED

Das aktuellste Design (die "3. Generation") beinhaltet eine konische Front des Gerätes, wodurch die Probenzugänglichkeit für Molekularstrahlepitaxie, Ionenquellen usw. verbessert wird, so dass die Methode sehr gut für Strukturanalysen während Filmwachstumsexperimenten eingesetzt werden kann (ähnlich zu einem RHEED).

Referenzen

Die ursprüngliche Veröffentlichung zum SPA-LEED

U. Scheithauer, G. Meyer, M. Henzler
A new LEED instrument for quantitative spot profile analysis
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Klassiker zu LEED

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K. Müller, K. Heinz
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Springer Series in Surface Sciences, Vol. 2, 105, Springer, Berlin, 1985

Reflexprofilanalyse

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Reciprocal space maps (k_par-k_perp Schnitte durch den reziproken Raum)

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F.-J. Meyer zu Heringdorf, K. L. Roos, Ch. Wiethoff, M. Horn-von Hoegen, K. R. Roos
Growth of Ag nanowires on Au-pre-facetted 4 vicinal Si(0 0 1)
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Pulsheizung

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Chopped sample heating for quantitative profile analysis of low energy electron diffraction spots at high temperatures
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SPA-RHEED

B. Müller, M. Henzler
SPA-RHEED — A novel method in reflection high-energy electron diffraction with extremely high angular and energy resolution
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H. Claus, A. Büssenschütt, M. Henzler
Low-energy electron diffraction with energy resolution
Rev. Sci. Instrum. 63(4):2195-9, 1992 [download]

T. Nagao, S. Hasegawa
Construction of an ELS-LEED: an electron energy-loss spectrometer with electrostatic two-dimensional angular scanning
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Jüngste Entwicklungen

P. Zahl, M. Horn-von Hoegen
Third-generation conical spot profile analyzing low-energy electron diffraction
Rev. Sci. Instrum. 73(8):2958-62, 2002 [download]

SPA-LEED workshops