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谱学测量原理及方法
汇报时间:xx月xx日
2022
Anuanl Work Summary Report
Let's make a summary together!
测PC71BM在金属表面的电子态
它的溶解性较好,还有很高的电子迁移率。
PC71BM是一个富勒烯衍生物
一 、实验原理
二 、实验装置
三、实验过程
测量手段:主要是UPS XPS
----xps测深层电子,ups测最外层电子
一、光电子能谱的基本原理
hν=Eb+Ec+ Φ
光电子能谱所用到的基本原理是爱因斯坦的光电效应定律。
用射线照射固体时,由于光电效应,原子的某一能级的电子被击出物体之外,此电子称为光电子。
对固体而言,光电子能谱是一项表面灵敏的技术。虽然入射光子能穿入固体的深部,但只有固体表面下20~30埃的一薄层中的光电子能逃逸出来, 因此光电子反映的是固体表面的信息。
光电子能谱主要用于表面分析,由激发源发出的具有一定能量的X射线,电子束,紫外光,离子束或中子束作用于样品表面时,可将样品表面原子中不同能级的电子激发出来,这些自由电子带有样品表面信息,并具有特征动能.通过能量分析器收集和研究它们的能量分布,经检测纪录电子信号强度与电子能量的关系曲线.此即为光电子能谱.
对于固体样品,计算结合能的参考点不是选真空中的静止电子,而是选用费米能级,由内层电子跃迁到费米能级消耗的能量为结合能 ,由费米能级进入真空成为自由电子所需的能量为功函数Φ,剩余的能量成为自由电子的动能 。
费米能级是绝对零度下电子的最高能级。根据包利不相容原理,同一个量子态不能容纳两个或两个以上的费米子,所以在绝对零度下,电子将从低到高依次填充各能级。
真空能级:电子达到该能级时完全自由而不受核的作用。
同步辐射发源
样品室
能量分析器
真空系统
信息放大、记录、处理系统
2实验装置
01
03
02
04
(1)真空系统的构成
真空系统主要由真空腔体、真空泵、真空计、真空阀门、
各种运动导入器、连接导管及电器控制系统构成。
目的:是使电子不被残余气体分子散射,并避免残余气体分子吸附所引起的样品表面污染。
(2)样品室:
包括有三个真空室,第一个真空室用于进出样品,第二个起真空缓冲作用,样品在第三个真空室里被射线照射得到光电子。
紫外光源:能量范围在10—41ev,用于分析表面状态以及浅层能级结构,通常用于研究材料的价带。
01
X射线光源:—10kev,由于能量较高,因此能够激发深层能级电子。通常大范围的扫描,再利用标准谱图,就可以初步确认样品元素组成。
02
同步辐射光源:能量范围在1ev—105ev的连续光,这就避免了气体放电光源和特征X射线只能给出某些特定能量光子的局限性。
03
主要优点:光通量高,辐射方向性好,频谱 范围宽,单色性好,偏振性好,偏振性强
04
(3)光源