Abstract
表面科學主要在研究固體表面機械、電子和化學的性性質。例如在物理方面可研究固體的能帶結構及其表面能態 (surface state)、表面原子的遷移等。而為了能夠更透撤的瞭解固體的表面性質，許多的表面分析技術被發展出來 [1]。但每一種方法都有其限制，只能了解表面的一部分性質，所以往往需要運用許多種不同的表面分析技術來獲得更多、更完整的資訊。如低能量電子繞射(LEED)、歐杰電子能譜 (AES)、光電子能(PES) 等，就是其中最常用的幾種方法。而光電子能譜因為可以得到固體內部及表面的電子能帶結構、表面能態和磁性材料的能帶交換分裂(exchange splitting)等，所以被廣泛的使用。光電子能譜的獲得，主要是把單色光照射樣本表面，然後用光電子能量分析儀來測量被入射光所激發出來光電子能量分佈的情形。為了能夠依自己的實驗需要來進行光電子能譜實驗，我們自行裝置一套光電子能譜實驗系統。而在光電子能譜實驗系統中，最重要的部分為光電子能量分析器，光電子能量分析器的功能是在一定的條件下，只記具有某一特定能量和其鄰近能量的電子通過。所以為了得到較好的角度、能量解析度及配合自己的實驗需要，我們自製了一個角析光電子能量分析儀(Angle ResolvedPhotoelectron Analyser) 。為了要得到定值的角度解析度、定值的能量解析度、定值的穿透率(constant transmission) 和避免空間電荷效應(space charge effect),我們採用Kuyatt & Simpson [3、4、5]的設計。整個角析光電子能量分析儀的側視圖如圖二，其中包含銅質圓錐體、輸入和輸出電鏡、和一組 160°的球形能量分析器。本論文主在討論當電子通過 160°的球形能量分析器後，如何選擇適當的三元件電鏡來將電子束聚焦、過濾，再經由頻道電子倍增器將電子訊號予以放大，形成脈沖的形式，送到資料收集系統。資料懼系統包括前級放大器、能譜放大器、單一頻道解析器和CAMAC 的計數器。然後撰寫程式將資料讀進電腦，並立刻將資料以圖形方式顯現在螢幕上。經過測試，本程式非常容易使用，且可配合實驗需要來選擇不同的能量範圍和間隔而達到實驗的目的。