X射线光电子谱(XPS).ppt

文档介绍：X射线光电子谱(XPS)X-ray Photoelectron Spectroscopy
XPS 引言
X射线光电子谱是重要的表面分析技术之一。它不仅能探测表面的化学组成,而且可以确定各元素的化学状态,因此,在化学、材料科学及表面科学中得以广泛的应用。
。他们发现了内层电子结合能的位移现象,解决了电子能量分析等技术问题,测定了元素周期表中各元素轨道结合能,并成功地应用于许多实际的化学体系。
XPS 引言
(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis),简称为“ESCA”,这一称谓仍在分析领域内广泛使用。
随着科学技术的发展,XPS也在不断地完善。目前,已开发出的小面积X射线光电子能谱,大大提高了XPS的空间分辨能力。
能量关系可表示:
原子的反冲能量
忽略(<)得
电子结合能
电子动能
基本原理就是光电效应
XPS 基本原理
XPS 光电效应
光电效应
电子的结合能:是指原子中某个电子吸收了一个光子的全部能量后,消耗一部分能量以克服原子核的束缚而达到样品的费米能级,这一过程所消耗的能量也就是这个电子所在的费米能。
样品的功函数:达到Fermi能级的电子束不再受原子核的束缚,但要继续前进还必须克服样品晶格对它们的引力,这一过程所消耗的能量。
对固体样品,必须考虑晶体势场和表面势场对光电子的束缚作用,通常选取费米(Fermi)能级为的参考点。
0k时固体能带中充
满电子的最高能级
对孤立原子或分子, 就是把电子从所在轨道移到真空需的能量,是以真空能级为能量零点的。
功函数
功函数
为防止样品上正电荷积累,固体样品必须保持和谱仪的良好电接触,两者费米能级一致。
实际测到的电子动能为:
仪器功函数
XPS X射线光电子谱仪
X射线光电子谱仪
XPS X射线光电子谱仪
X射线光电子谱仪
X射线源是用于产生具有一定能量的X射线的装置,在目前的商品仪器中,一般以Al/Mg双阳极X射线源最为常见。
XPS X射线光电子谱仪
X射线光电子谱仪
作为X射线光电子谱仪的激发源,希望其强度大、单***好。
同步辐射源是十分理想的激发源,具有良好的单***,且可提供10 eV~10 keV连续可调的偏振光。
在一般的X射线光电子谱仪中,没有X射线单色器,只是用一很薄(1~2m)的铝箔窗将样品和激发源分开,以防止X射线源中的散射电子进入样品室,同时可滤去相当部分的轫致辐射所形成的X射线本底。