文档介绍：第八章电子能谱根据激发源的不同,电子能谱又分为: X射线光电子能谱(简称 XPS) (X-Ray Photoelectron Spectrometer) 紫外光电子能谱(简称 UPS) (Ultraviolet Photoelectron Spectrometer) 俄歇电子能谱(简称 AES) (Auger Electron Spectrometer ) § 电子能谱的基本原理能量关系可表示: rkbEEEhv???原子的反冲能量?? EMm ra?? 12 2?*忽略 (< )得 rE bkEEhv??电子结合能电子动能基本原理就是光电效应。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,通常选取费米( Fermi) 能级为的参考点。 bE0k时固体能带中充满电子的最高能级对孤立原子或分子, 就是把电子从所在轨道移到真空需的能量,是以真空能级为能量零点的。 bE bE???? bkEEhv功函数???? bkEEhv功函数为防止样品上正电荷积累,固体样品必须保持和谱仪的良好电接触,两者费米能级一致。实际测到的电子动能为: sp b s sp kkEhv EE?????????)( ' sp k bEhv E????'仪器功函数特征: XPS 采用能量为的射线源,能激发内层电子。各种元素内层电子的结合能是有特征性的,因此可以用来鉴别化学元素。 eV 1500 ~ 1000 UPS 采用或作激发源。与X 射线相比能量较低,只能使原子的价电子电离,用于研究价电子和能带结构的特征。 I() He II() He AES 大都用电子作激发源,因为电子激发得到的俄歇电子谱强度较大。光电子或俄歇电子,在逸出的路径上自由程很短,实际能探测的信息深度只有表面几个至十几个原子层, 光电子能谱通常用来作为表面分析的方法。§ 紫外光电子能谱(UPS) 紫外光电子谱是利用能量在的真空紫外光子照射被测样品,测量由此引起的光电子能量分布的一种谱学方法。忽略分子、离子的平动与转动能,紫外光激发的光电子能量满足如下公式: eV 41 ~ 16振EEhv E b k???由于光源能量较低,线宽较窄(约为 ), 只能使原子的外层价电子、价带电子电离,并可分辨出分子的振动能级,因此被广泛地用来研究气体样品的价电子和精细结构以及固体样品表面的原子、电子结构。 谱图特征苯在 Ni(111) 上的 UPS 谱横坐标为分子的电离能 I n 或光电子动能 nnIhv E??紫外光电子谱图的形状取决于电离后离子的状态。气体分子有明显的振动精细结构凝聚分子的谱带明显增宽,并失去精细结构化学吸附后, ?带发生了位移 振动精细结构对于同一电子能级,分子还可能有许多不同的振动能级,因此实际测得的紫外光电子能谱图既有结合能峰,又有振动精细结构。)]0()([ 'v ''v )(EvEI hv E an k????光电子动能入射光子能量绝热电离能离子的振动态能量振动基态振动激发态 CO的光电子能谱及其相关能级图非键电子跃迁?? 1?? 2 CO +的基态( ) ~X成键电子跃迁?? 1? 2 CO +第一激发态( ) A ~ CO +第二激发态( ) B ~ O 2和O 2 +的分子轨道示意图