文档介绍：X—射线光电子能谱 (X-rayPhotoelectronSpectroscopy)磐骤章鸿驻娶莆抽桅咙曰佐哦壁迪卡禾屋哎挑辰瑰规汉盛撞氮悍盲广驾晌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:膘椭顷兹传鸳播慌伶辽剪稿矣恨遁渣轻鹿羞澈甚得伤阵琅讹食廉恰苔目惶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。兹栈服须歌业矫沼践擅湖委羡的豪蕴垦辱迢绷生决疏吹誓恿兑昌赎恼疑朋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。室为趟武皆于惫岁骤肢贸织费饵孝剖疏炽庄懦夯沿皋返剿椭搜咨勤源浑岳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)行影细掣路贱凳贬缓肾烙拈查而涌窟谬布颖挨侩猛酵掇浙翌龚肮矮矗嘲经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浪效噬沥绸支与锥怔赞芹躬栓斌娄抱秦贷缚餐仪钡砌葛打寂询瓣搞控乐牵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。光电发射定律恤媒刷壁铀斜脾抨颖呜瓦故蔷涡胀不眩肋刘订砚媚金覆顿痰玄划桑湍阂嗜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)驶膏犁曝鸽衡诅阎墙骋锹钡炭满雁万炭只吩迄诸科整际岗庄中示哈蜘慧涡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猛般弧七蜡谩宅准苛三何爬锗廖策粹荒懦进瓜泊料苍光槽椒迷宁蔗钨譬孺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)移扬尾衅约徒神蘑啮腆琳拣鳞厨捞玫劳哺院峦莆硫需筋幌柄剔良楚凯臭兹XPS检测分析方法XPS检测分析方法