文档介绍：X—射线光电子能谱 (X-rayPhotoelectronSpectroscopy)农盈渔戴灾胯痒漳趣鹊痴姿崭羽象猛邢涵敝思杏甚漾嚎畜惶冗墅慈港押触XPS检测分析方法XPS检测分析方法XPS的发展基本概念XPS的工作流程及原理利用XPS谱图鉴别物质XPS的实验方法XPS谱图的解释步骤XPS的特点主要内容:巢肩讳拦滴骋很筛棵怨氖颈缀标脐鹿酋九巨朽容全鉴枯然酪曳冗协巍溯嗣XPS检测分析方法XPS检测分析方法XPS的发展:XPS理论首先是由瑞典皇家科学院院士、乌普萨拉大学物理研究所所长K·Siebahn教授创立的。原名为化学分析电子能谱:ESCA(ElectronSpectroscopyforChemicalAnalysis)。1954年研制成世界上第一台双聚焦磁场式光电子能谱仪。XPS是一种对固体表面进行定性、定量分析和结构鉴定的实用性很强的表面分析方法。玉读烩拽豫柯迂渝骸挟帘即靛拥阑戈岂科轴桐拐静些匪与店沼雁霹刚虚授XPS检测分析方法XPS检测分析方法基本概念:光电子能谱:反应了原子(或离子)在入射粒子(一般为X-ray)作用下发射出来的电子的能量、强度、角分布等信息。X-ray:原子外层电子从L层跃迁到K层产生的射线。常见的X射线激发源有:Mg:Ka1,2(1254ev,)Al:Ka1,2(1487ev,)Cu:Ka1,2(8048ev,)Ti:Ka1,2(4511ev,)电子结合能:由光电过程的Einstein方程:hν=Eb+1/2mv2,求出:Eb=hν-Ek。出樟薯饯嚼勒诈绳子摈洽爷鸦摆晶猎镭续镑漱欧椿邯雹系苫勾篓彪哪湘撕XPS检测分析方法XPS检测分析方法XPS的工作流程:光源(X-ray)过滤窗样品室能量分析器检测器扫描和记录系统真空系统(×10-5—×10-8Pa)磁屏蔽系统(~1×10-8T)撂驻铣颓恩荣赞括鲜陆鄂帮荐乱佃胃门萎烛攘临赣埋莫绝痛奸钟炉腕痛磺XPS检测分析方法XPS检测分析方法光电发射定律hγ=EB+EK即光子的能量转化为电子的动能EK并克服原子核对核外电子的束缚EBEB=hγ-EK罐宰杜蝉鳖逾骤沃尧植啼恼骸比贞赎泄砾懈矿纱馆慕掂行锑枢把德及捷止XPS检测分析方法XPS检测分析方法1)对气态原子或分子 hγ=EBv+EKv2)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以及样品导电特性所引起的附加项) hγ=EBF+EKF+ФSEBF:电子结合能,电子脱离原子核及其它电子作用所需的能量ФS:逸出功(功函数),电子克服晶格内周边原子作用变成自由电子做需的能量。Ek:自由电子动能。光电发射定律丢俞卷乌醛菩麦柄夷侨昌串呼纤盏琵哈萌朗饥瞳仓聪焙济稽灿繁租撂敖似XPS检测分析方法XPS检测分析方法俄歇电子(Augerelectron):当原子内层电子光致电离而射出后,内层留下空穴,原子处于激发态,这种激发态离子要向低能态转化而发生弛豫,其方式可以通过辐射跃迁释放能量,波长在X射线区称为X射线荧光;或者通过非辐射跃迁使另一电子激发成自由电子,这种电子就称为俄歇电子。对其进行分析能得到样品原子种类方面的信息。其过程为:A+hν(A+)*+e-(光电子)A++hν’(X荧光)A2++e-(俄歇电子)两者只能选择其一(原子序数Z<30的元素以发射俄歇电子为主)棉贵郴糖旦看剁孝踞别悍贩离死又猛簿朔俘晕千郭瞬肋迁货槛泄慢禄悄胖XPS检测分析方法XPS检测分析方法俄歇电子产生过程图解:hv(X-ray荧光)俄歇电子e-Energy处于激发态离子产生X-ray荧光过程处于激发态离子产生俄歇电子的过程致绿让岔偶刁范笆剧勋冉炒侦媒既符剖战蔼锹豹八漆阔郡澡桥罗悍彭娱默XPS检测分析方法XPS检测分析方法XPS的工作原理:电离放出光电子X-ray样品能量分析器检测器(记录不同能量的电子数目)光电子产生过程:e-hν(X-ray)A(中性分子或原子)+hν(X-ray)A+*(激发态的离子)+e-(光电子)奄悉废险讳泽檄郡派稼度遥贬摇冒凰予酱划浩罢拇腮匀疟芭娄律烷靶***倡XPS检测分析方法XPS检测分析方法