4. X射线光电子能谱分析.ppt

文档介绍：第5章 X射线光电子能谱分析
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第5章 X射线光电子能谱分析
X射线光电子能谱分析的基本原理
光电子能谱实验技术
X射线光电子能谱的应用
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X射线光电子能谱分析的基本原理
X射线光电子能谱分析的创立和发展
光电效应
原子能级的划分
电子结合能Eb
XPS信息深度
化学位移
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X射线光电子能谱分析的创立和发展
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地应用。
。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。
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(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。
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光电效应
根据Einstein的能量关系式有:
h= EB + EK
其中为光子的频率,EB 是内层电子的轨道结合能,EK 是被入射光子所激发出的光电子的动能。实际的X射线光电子能谱仪中的能量关系。即
其中为真空能级算起的结合能SP和S分别是谱仪和样品的功函数。
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原子能级的划分
每个电子的能量主要取决于主量子数,n值越大,电子的能量越高。
角量子数的影响
磁量子数的影响
自旋量子数的影响
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一个自由原子或离子的结合能,等于将此电子从所在的能级转移到无限远处所需要的能量。对于气体样品,如果样品室和谱仪制作材料的影响可忽略,那么电子结合能可从入射光子能量和测得的电子动能中求出:
能量关系可表示:
逸出功
忽略(<)得
电子结合能
电子动能
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XPS 信息深度
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