文档介绍：------------------------------------------------------------------------------------------------ —————————————————————————————————————— X 射线能谱、 X 射线光电子能谱(XPS) X 射线能谱、 X 射线光电子能谱(XPS) 在通常的光谱方法中, 主要研究光和物质的相互作用后产生的光信息。在电子能谱法中, 却采用单色光源(如X 射线、紫外光) 或电子束去照射样品, 使其电子受到激发而发射出来, 然后测量这些这些电子的能量关系及其强度的关系, 从中获得有关信息。根据激发能源的不同, 可以得到不同的电子能谱法。用X 射线作为激发源的称 X射线光电子能谱法( X-ray photoctron spectorscopy ,XPS )。用紫外光作为激发源的称为紫外光电子能谱法(UV photoctron spectorscopy,UPS) 。若用电子束或 X 射线作为激发源测量样品激发后产生的俄歇电子, 成为俄歇电子能谱法(anger electron spectroscopy,AES) 。近年来, X 射线光电子能谱法在化学分析中得到了广泛的应用, 因此它又称为化学分析用电子能谱法(electron spectroscopy for chemical analysis 简称为 ESCA) 。目前, 电子能谱法已在化学、物理、生物等各个领域中得到广泛应用,并逐渐显示出它在表面分析和结构鉴定中的巨大潜力。? 基本原理:光电效应? 基本组成:真空室、 X 射线源、电子能量分析器? 辅助组成:离子枪? 主要功能:成分分析、化学态分析------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————? 采谱方法:全谱、高分辨率谱? 分析方法:定性分析、定量分析表面组成:包括表面元素组成、化学价态及其在表层的分布等, 后者涉及元素在表面的横向及纵向( 深度) 分布; 表面结构包括表面原(分) 子排列等; 表面电子态包括表面能级性质、表面态密度分布、表面电荷密度分布及能量分布等; 表面形貌指“宏观”外形, 当分析的分辨率达到原子级时, 可观察到原子排列, 这时表面形貌分析和表面结构分析之间就没有明确的分界。表面分析技术的特点: 是用一个探束( 电子、离子、光子或原子等) 入射到样品表 1面, 在两者相互作用时, 从样品表面发射及散射电子、离子、中性粒子( 原子或分子) 与光子等。检测这些粒子( 电子、离子、光子、中性粒子等) 的能量、荷质比、粒子数强度( 计数/秒)等, 就可以得到样品表面信息。由于涉及到微观粒子的运动, 同时为了防止样品表面被周围气氛沾污, 应用于表面分析技术的仪器必须具有高真空(≤ 10-4 Pa ), 有时还必须有超高真空(<10-7 Pa ) 。在表面分析中, 常把分析区域的横向线度小于 100 μ m量级时, 称为微区分析。把物体与真空或气体的界面称为表面, 通常研究的是固体表面。表面有时指表面的单原子层,有时指表面的顶部几个原子层。不同表面分析技术的检测( 或称取样)深度不同。本章所涉及的表面分析技术特点列于表 1 X射线光电子能谱------------------------------------------------------------------------------------------------ —————————————————————————————————————— 基本原理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。此时光子的一部分能量用来克服轨道电子结合能( EB ), 余下的能量便成为发射光电子(e -) 所具有的动能( EK ), 这就是光电效应。可表示为:A+h ν→ A++e- (1) 式中A为光电离前的原子、分子或固体;A+ 为光致电离后所形成的激发态离子。能量关系:h ν= EB + EK +Er 由于原子、分子或固体的静止质量远大于电子的静止质量, 故在发射光电子后,2 原子、分子或固体的反冲能量( Er ) 通常可忽略不计。上述过程满足爱因斯坦能量守恒定律:hν= EB + EK (2) 实际上, 内层电子被电离后, 造成原来体系的平衡势场的破坏,使形成的离子处于激发态, 其余轨道电子结构将重新调整。这种电子结构的重新调整, 称为电子弛豫。弛豫结