《现代分析xps》.ppt

文档介绍：一、概述
X射线光电子能谱（XPS，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表面成分信息的一种能谱。
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X射线源
离子源
样品台
电子能量分析器
电子探测及倍增器
数据处理与显示
真空内
真空外
XPS
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1. X射线源
X射线源是用于产生具有一定能量的X射线的装置。在目前的商品仪器中，一般以Al/Mg双阳极X射线源最为常见。
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X射线的产生
高能电子轰击阳极靶产生X射线
特征X射线不是连续波，能量具有单***，只与靶材有关；
X射线不是一根线，具有一系列线；
XPS需要单色的、一定能量的X射线
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双阳极X射线管
由灯丝、阳极靶及窗口组成
一般采用双阳极靶；常用Mg/Al双阳极靶
加铝窗或Be窗，阻隔电子进入分析室，也阻隔X射线辐射损伤样品。
灯丝不面对阳极靶，避免阳极的污染。
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要求
足够高的能量（使内层电子电离）
足够的强度（能产生足够的光电子通量）
尽量窄的线宽（单色X射线）
X射线源的要求
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X射线源的选择
X射线的单***越高，谱仪的能量分辨率也越高，因此，一般说来，高精度XPS系统中会自带一套单色光源，比如，单色Al K源；
对X射线光源的选择取决于具体分析对象，为提高读谱的准确性，经常采用两种或两种以上光源。
同步辐射源是十分理想的激发源，具有良好的单***，且可提供10 eV~10 keV连续可调的偏振光。
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Mg/Al X射线源能量
X射线
Mg 靶
Al 靶
能量(eV)
相对强度
能量(eV)
相对强度
K1




K2




K’




K3




K4




K5




K6




K




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射 线
能 量
半峰高宽
(eV)
Y
M


Zr
M


Na
K


Mg
K


Al
K


Si
K


Ti
K1
4511

Cr
K1
5415

Cu
K1
8048

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各种X射线源的能量
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X射线的单色化
X射线均具有很宽的自然宽度，能量分辨率受到限制；必须进行单色化；
X射线难以聚焦，单色化困难；
一般采用Rowland圆晶体进行单色化（衍射方式）将X射线用石英晶体的(1010)面沿Bragg反射方向衍射后便可使X射线单色化。X射线的单***越高，谱仪的能量分辨率也越高。
强度为原来的1%。
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单色化XPS谱图效果
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通过测定光电子动能而探究光电子状态。对光电子动能的测量，主要利用静电场、静磁场及电子的飞行时间等方式。
2. 光电子能量分析
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X射线光子
电子能量分析器
电子倍增器
光电子
样品
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电子能量分析器
为XPS的核心, 要求能精确测定能量
磁偏转式能量分析器（对环境磁场灵敏，目前不采用）和静电型能量分析器
静电型能量分析器：
筒镜型分析器（同AES）
同心半球型分析器（又称球形致偏分析器）
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目前，测量几KeV以下光电子动能的主要手段是利用静电场。
其中同心半球型能量分析器（(CHA）同时装有入射电磁透镜和孔径选择板，可以进行超高能量分解光电子测定，高分解能角度分解测定。
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