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研究生:李英珠
研究生(外文):LI,YING-ZHU
論文名稱:角析光電子能量分析儀電壓控制器之製作
指導教授:方伯雄
指導教授(外文):FANG,BO-XIONG
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:物理研究所
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1990
畢業學年度:78
語文別:中文
論文頁數:83
中文關鍵詞:價電子能階內層軌道電子能階角析光電子電壓球形分析儀
外文關鍵詞:(VALENCE-ELECTRON)(CORE-LEVEL-ELECTRON)
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目前在表面物理的研究領域上, 多使用光電子能譜來分析由物體表面被光打出來的電
子能量。由電子能量分佈曲線, 可測知價電子能階(valence electron), 內層軌道電
子能階(core level electron),等電子特性。角析光電子能量分析儀就是用來分析光
電子能量的利器。目前, 已有商業產品的製造與應用。雖然,在實驗室成立之初,使
用商業產品較為省事,然其價格之昂貴,修護之不便,及功能變化少等缺點是無法避
免的。因此,唯有自行設計及製造,始能改進以上之缺點,以達多功能之目的。如此
,便可依不同的需要做適當的設計及修正。
本實驗室所使用的角析光電子能量分析儀,是由指導老師方伯雄教授,助理先生及同
學們所共同設計及製造的。本人所負責的,乃為光電子能量分析儀電子透鏡及球形分
析儀的電壓控制部份。首先,必須對電子透鏡及球形分析儀有所瞭解。本分析儀的前
端為一四元件電子透鏡,後端為一三元件電子透鏡,而在兩者之間為一球形分析儀,
其原理都將於論文中一一介紹。然最主要的是設計一個電壓控制器來提供角析光電子
能量分析儀所須的電壓。這些電壓可由程式諸而得。然後,利用計算出的電壓與電子
動能之間的線性關係來設計電路。本電壓控制器可提供三種不同的控制方式來沒量電
子的動能(EK); 而電子動能掃描的範圍(EK)及電子通過球形分析儀的動能(EP)有五種
不同的操作模式。三種控制方式提供了三種實驗存取數據的方法,而五種操作模式提
供了100 meV, 50 meV, 25 meV 等三種能量解析度及0∼20 eV, 0∼40 eV兩種電子動
能掃描範圍。此種設置使得實驗時能輕易變換不同的模式以存取不同解析度的實驗數
據, 使實驗的進行更為順利且精確。
電路設計之初是UPS 及XPS 同時進行。在實驗測試部份, 我們以氦氣燈(He I)為光源
, 做氣態 (氬氣及氙氣) 的UPS 實驗。實驗結果證實角析光電子能量分析儀及電壓控
制器的功能正常,具備輕易變換操作模式及測量高解析度能譜的特性。且擁有製造便
宜,維修方便,及任意更改功能等優點。但由於時間的關係,尚未進行XPS 方面的實
驗。故,XPS 部份的電壓雖已測過無誤, 但未能有實驗之證明。本論文僅就UPS 部份
的三種控制方式及五種操作模式加以說明及討論。

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