反射高能電子衍射儀 RHEED

反射高能電子衍射儀 RHEED

儀器簡介：

Reflection High-Energy Electron Diffraction (RHEED) has become widely known as an essential method for real-time observation of crystal growth. RHEED can be used to analyze film surfaces in either a static mode for existing materials or dynamically as film growth evolves. This makes RHEED an exceptionally valuable tool for investigating structures in Molecular Beam Epitaxy (MBE).

In general, RHEED is a method for investing the structure of crystal surfaces. A high-energy electron beam(10-30KeV) is directed at the sample surface at a low incident angle(1-2°).The electrons are diffracted by the crystal structure of the sample being investigated and then projected on a fluorescent screen mounted opposite the electron gun. The characteristic pattern of the impinging electrons is a series of streaks. The distance between the streaks is an indication of the surface lattice cell size.

RHEED系統可以實時監控表面結構，所以可以被廣泛應用于以下領域：

• 結晶學(Crystallography)
• 超導體(Superconductors)
• 分子束外延生長Molecular beam epitaxy (MBE)
• 化學氣相沉積Chemical vapor deposition
• 激光脈沖沉積（PLD）、有機分子化學氣相沉積(MOCVD)
• 冶金(Metallurgy)
• 薄膜制備(Thin film deposition)
• 涂層(Coatings)

技術參數：

30KeV Electron Gun:
Beam Spot Size: 90micro meter dia. Maximum
Filament: 0.1mm dia. Tungsten Wire (hairpin-shaped)
Wehnelt: Self Bias
Focus Lens: Air Core Solenoid Coil Lens
Deflection Lens: Troidal Coil Lens
Axial Alignment Mechanism: Alignment for Filament and Wehnelt
Insulation Voltage: DC30KV
Working Pressure:<10-4Pa to 10-9Pa
Max. Bakeout Temperature: 200 degrees C
Mounting Flange: ICF70
Dimensions: 100mm dia. x 401mm long
(501mm long with a connector inserted)

30KeV E-GUN POWER SUPPLY:
Acceleration Voltage: 0 to -30KeV Constant Voltage Supply
( Ripple 0.03% Maximum)
Beam Current: 0 to 160 micro ampere
Filament Voltage: 0 to 5V Constant Voltage Supply
(Ripple 0.05% Maximum)
Filament Current: Max. 2A
Deflection Lens Supply: 1A Constant Current Source(plus or minus1V)
(Ripple 0.05% Maximum)
Focus Lens Supply: 0 to 1.5A Constant Current Source(0 to 22V)
(Ripple 0.05% Maximum)
Input Power: 200V, 220V, 230V, 240V
Dimensions: 480mm x 199mm x 500mm (cable +100mm)
Safety Feature: High Voltage Interlock
Others: RoHS-ready

反射高能電子衍射儀 RHEED

主要特點：

1. 電子槍部分
RHEED電子槍是為進行衍射研究所設計的電子光學系統，其能量范圍從10到30keV。通過結合靜電和磁部件，保證了電子槍有高亮度、小斑點、低分散和極低放氣率的特征。電子槍可以安裝在腔體外面，可以原位保養，可以烘烤。如果配備了差分抽氣系統，還可以在高壓環境下使用。

2. 控制電源部分
設計緊湊的提供30KeV能量的電子槍電源控制部分。電子槍的設置參數，如能量、燈絲電流、束流強度等都可以數字形式在顯示器上顯示，而且可以通過一個簡潔的控制面板遠程控制調節束流強度、聚焦位置等。系統具有自我診斷能力，可以快速全面地對RHEED系統進行檢查。

3．電子束光闌
通過電子束光闌可以控制束流的開關，這樣可以保證樣品上極低的電子負荷。光闌開關信號也可同時被外部信號觸發，這樣就使得RHEED可以在有干擾磁場下使用，并可以用來研究旋轉樣品。

4. 電子束搖擺
為了做RHEED分析，電子束必須以掠角方式入射樣品。電子束搖擺特征，允許調節和變化電子束入射角度，而不用移動樣品。這個特征在對固定位置的樣品進行分析測試。

5．差分抽氣系統
通常的電子槍是為在如10-4 torr 這樣較高壓力條件下工作設計的，但是這樣必然導致燈絲壽命的縮短。帶有差分抽氣系統選項的RHEED系統， 保證了可以在高壓和有反應氣體存在的環境下進行日常的操作。對燈絲部分氣，使得RHEED系統同其他系統相比有的靈活性。

6. 計算機控制
RHEED系統可以*由計算機來控制。電子槍控制部分包括一個界面模塊和一個軟件包，這保證了RHEED的使用靈活性，和可重復性。 用戶自己設定的參數可以被保存并調入，通過電子束光闌可以控制電子束的開關，使用電子束搖擺特征可以調節電子束入射角度。

7. 熒光屏
提供各種尺寸的熒光屏。熒光屏上的鍍鋁保護涂層確保熒光屏有非常好的電接觸特性，并可以屏蔽掉從真空腔來的一些游離光線，從而提高RHEED圖像的對比度。

8．數據采集和分析系統
RHEED Vision 是一套可以同現存的各種RHEED系統配套使用的功能和數據采集軟件， 它可以同時進行圖像處理和實時數據分析。并且有很多可選的數據縮減程序。另外還提供其它的硬件控制模塊，如鎖相外延生長，快門控制，激光脈沖觸發器等。