文档介绍：表界面分析(XPS)表面分析简介一、什么是表面及表面分析技术?表面:物体与周围环境(气体、液体、固体或真空)的边界,第四态。固体表面:是有一定厚度的,有时指表面的第一原子层,有时指上面几个原子层,有时厚度达到几个纳米的表面层。表面分析技术:通过微观粒子或(电、磁、力等)场与表面的相互作用而获取表面信息的技术。与超高真空、电子离子光学、微弱信号检测和计算机技术密不可分。二、表面分析包含内容表面形貌分析:电子显微镜、离子显微镜、STM、AFM表面组分分析:测定表面的元素组成、化学态及在表面层的横向与纵向分布表面结构分析:测定表面原子排列,包括衬底表面原子及其上吸附单层原子的相对位置,LEED、STM、LEISS、ARPES、XPD、AP-FIM表面电子态分析:测定表面原子能级的性质、表面态密度、表面电荷密度分布和能量分布。UPS、STM、HREELS表面原子态分析:测定表面原子振动,表面原子化学键的性质与吸附位置、吸附原子态,吸附原子成键方向和吸附质成键的基底原子的情况。高分辨电子能量损失谱、热脱附和电子、光子诱导脱附三、各种表面分析技术特征比较四、什么是光电子能谱仪XPS?光电子能谱仪:采用单色光源(如X射线、紫外光)或电子束照射样品表面,使样品中的原子或分子受到激发而发射电子,通过测量这些电子的能量分布,获得物质的结构组成等有关信息的一类分析方法。别名ESCA,全称为ElectronSpectroscopyforChemicalAnalysis分类:X射线光电子能谱(XPS)、紫外光电子能谱(UPS)、X光俄歇电子能谱(XAES)。特点:不仅能测定表面的组成元素,而且能确定各元素的化学状态五、XPS优点:干扰小,定性分析标示性强;直接得到电子能级结构的信息;分析样品深度约~2nm,分析所需试样约10-8g,是一种高灵敏超痕量无损表面分析技术;样品处理简单、适用性广、可获取丰富的化学信息等特点;可以测定除H和He以外所有元素的定性、定量和化学状态。X射线光电子谱XPS目录XPS概述XPS基本原理初态效应和化学位移终态效应及其伴峰XPS价带谱XPS构造XPS应用一、XPS概述XPS是用一束特征波长(能量hν)的X射线,激发材料中有关原子轨道的电子,被击出的电子成为光电子,光电子的动能(Ek)大小与具体元素及其轨道结合能(Eb)存在对应关系,三者满足Einstein光电发射定律:Ek=hν-EBXPS的基本原理是光电效应。