文档介绍：第四章定性分析和谱图诠释lXPS和AES的表面灵敏特性,再加上非结构破坏性测试能力和可获得化学态信息的能力,使其成为表面分析的极有力工具。l定性分析主要是鉴定物质的元素组成及其化学状态。lXPS还可以进行官能团分析和混合物分析。%。一、电子能谱图的一般特性l在XPS谱图中可观察到几种类型的谱峰。l一部分是基本的并总可观察到—初级结构l另一些依赖于样品的物理和化学性质—次级结构l光电发射过程常被设想为三步(三步模型):l吸收和电离(初态效应);l原子响应和光电子产生(终态效应);l电子向表面输运并逸出(外禀损失)。l所有这些过程都对XPS谱的结构有贡献。1、XPS谱图的初级结构(1).光电子谱线(photoelectronlines)l由于X射线激发源的光子能量较高,可以同时激发出多个原子轨道的光电子,因此在XPS谱图上会出现多组谱峰。由于大部分元素都可以激发出多组光电子峰,因此可以利用这些峰排除能量相近峰的干扰,非常有利于元素的定性标定。l最强的光电子线是谱图中强度最大、峰宽最小、对称性最好的谱峰,称为XPS的主线。每一种元素都有自己的具有表征作用的光电子线。它是元素定性分析的主要依据。l此外,由于相近原子序数的元素激发出的光电子的结合能有较大的差异,因此相邻元素间的干扰作用很小。光电子谱线Ø峰位置(结合能)。与元素及其能级轨道和化学态有关。Ø强度。与元素在表面的浓度和原子灵敏度因子成正比。Ø对称性。金属中的峰不对称性是由金属EF附近小能量电子-空穴激发引起,即价带电子向导带未占据态跃迁。不对称度正比于费米能级附近的电子态密度。Ø峰宽(FWHM)光电子线的谱线宽度来自于样品元素本质信号的自然宽度、X射线源的自然线宽、仪器以及样品自身状况的宽化因素等四个方面的贡献。(2).非弹性本底lXPS谱显示出一特征的阶梯状本底,光电发射峰的高结合能端本底总是比低结合能端的高。这是由于体相深处发生的非弹性散射过程(外禀损失)造成的。平均来说,只有靠近表面的电子才能无能量损失地逸出,分布在表面中较深处的电子将损失能量并以减小的动能或增大的结合能的面貌出现,在表面下非常深的电子将损失所有能量而不能逸出。(3).俄歇电子谱线(Augerlines)l由弛豫过程中(芯能级存在空穴后)原子的剩余能量产生。它总是伴随着XPS,具有比光电发射峰更宽和更为复杂的结构,其动能与入射光子的能量hν无关。l在XPS中,可以观察到KLL,LMM,MNN和NOO四个系列的俄歇线。l俄歇电子峰多以谱线群的形式出现。