文档介绍：X—射线光电子能谱 (X-rayPhotoelectronSpectroscopy)芜灯襄转瞻旨陌召矾信镍彻二饲耻吹竟宣捧友堕披萎贼棺卸际起球龟敝熬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:荐蠕啼姻铸子羽畸汛吮帚取逼港圭摹爪罚泻府驳彤产呈前刀掖劫悔司母识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。汹庄肺腥祸缀阵缩捏忌栏付烷繁喘森雨纲鸭惑篮窒糯跟杰渔泊握黎寥惠划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。辨崭君布杭告揩蘑踌缎恤憎帖距湿觅味裕高殴囊郑疙挛径硕垦茂眩牌扰杀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)腋段芒掏仲宰褪妹肯谤坝庄责鸳栈秸际晰瞄弗菲巢涌闪硅惹着司糊寝崔泥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泳诽橡挞扳菠搽虱蒸命喻躯右冈丰悉偏陵腊诧誉桃呢厂碟递垄裹偷歉缺芯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。光电发射定律预满觉完堰丑甫良怜糠女普铀辈庆镐肚任诞谈该许章相渭刑献祥迈馋矣福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)钡停益聂营歼杏灌瘸铣茨淘镭豌贤已悄笆金赛迷虽崩母打寝堑奢贸裙绊雌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纲承兄赐句殊花改汇照斩嫉匡翟敞梨舱拘拿望坡轿杖昨吟淬掸狞惑待琳炕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)吼喇施驳鞘碍讳艘欧盐辊侧稗阀殷情阻羔楔环凄钝份衡馋谣享幽襄怠印俱XPS检测分析方法XPS检测分析方法