文档介绍：X射线光电子能谱分析 X-ray Photoelectron Spectroscopy 表面分析技术 (Surface Analysis) 是对材料外层(the Outer-Most Layers of Materials (<100nm)) 的研究的技术 X-ray Beam X-ray ration depth ~1mm. Electrons can be excited in this entire volume. X-ray excitation area ~1x1 cm2. Electrons are emitted from this entire area Electrons are extracted only from a narrow solid angle. 1 mm2 10 nm 主要内容? XPS 的基本原理?光电子能谱仪实验技术? X射线光电子能谱的应用 XPS 的基本原理 XPS 是由瑞典 Uppsala 大学的 K. Siegbahn 及其同事历经近 20 年的潜心研究于 60 年代中期研制开发出的一种新型表面分析仪器和方法。鉴于 K. Siegbahn 教授对发展 XPS 领域做出的重大贡献,他被授予 1981 年诺贝尔物理学奖。 XPS 现象基于爱因斯坦于 1905 年揭示的光电效应,爱因斯坦由于这方面的工作被授予 1921 年诺贝尔物理学奖; X射线是由德国物理学家伦琴( Wilhelm Conrad R ? ntgen , l845-1923 )于 1895 年发现的,他由此获得了 1901 年首届诺贝尔物理学奖。?X射线光电子能谱( XPS ,全称为 X-ray Photoelectron Spectroscopy )是一种基于光电效应的电子能谱,它是利用 X射线光子激发出物质表面原子的内层电子,通过对这些电子进行能量分析而获得的一种能谱。?这种能谱最初是被用来进行化学分析,因此它还有一个名称,即化学分析电子能谱( ESCA ,全称为 Electron Spectroscopy for Chemical Analysis ) X射线物理 X射线起源于轫致辐射,可被认为是光电效应的逆过程,既: 电子损失动能?产生光子(X射线)快电子原子核慢电子 E K1E K2h?光子 1 2 K K E E h ?? ?因为原子的质量至少是电子质量的 2000 倍,我们可以把反冲原子的能量忽略不计。 XPS 的基本原理? 光电效应? 1. 光电效应?具有足够能量的入射光子(hν) 同样品相互作用时,光子把它的全部能量转移给原子、分子或固体的某一束缚电子, 使之电离。处于激发态的离子发射出的光电子--入射光子能量中性原子???????????????* *A e hv A eAAhvX射线激发光电子的原理 XPS 的基本原理电子能谱法:光致电离; A + h ?? A+ * + e h?紫外(真空)光电子能谱 h? X射线光电子能谱 h? Auger 电子能谱单色 X射线也可激发多种核内电子或不同能级上的电子,产生由一系列峰组成的电子能谱图,每个峰对应于一个原子能级( s、p、d、f); XPS 的基本原理