x射線光電子能譜分析(已修改)
2025-05-26 16:46 本頁(yè)面
【正文】 第八章 電子能譜 根據(jù)激發(fā)源的不同 ， 電子能譜又分為 : X射線光電子能譜 (簡(jiǎn)稱 XPS) (XRay Photoelectron Spectrometer) 紫外光電子能譜 (簡(jiǎn)稱 UPS) (Ultraviolet Photoelectron Spectrometer) 俄歇電子能譜 (簡(jiǎn)稱 AES) (Auger Electron Spectrometer) 167。 電子能譜的基本原理 能量關(guān)系可表示： rkb EEEhv ???原子的反沖能量 ? ?E M mr a? ?12 2? *忽略 (）得 rEbk EEhv ??電子結(jié)合能 電子動(dòng)能 基本原理就是光電效應(yīng) 。 對(duì)固體樣品，必須考慮晶體勢(shì)場(chǎng)和表面勢(shì)場(chǎng)對(duì)光電子的束縛作用，通常選取 費(fèi)米 (Fermi)能級(jí)為 的參考點(diǎn)。 bE0k時(shí)固體能帶中充 滿電子的最高能級(jí) 對(duì)孤立原子或分子， 就是把電子從所在軌道移到真空需的能量，是以真空能級(jí)為能量零點(diǎn)的。 bE???? bk EEhv 功函數(shù) ???? bk EEhv功函數(shù) 為防止樣品上正電荷積累，固體樣品必須保持和譜儀的良好電接觸，兩者費(fèi)米能級(jí)一致。 實(shí)際測(cè)到的電子動(dòng)能為： spbsspkkEhvEE????????? )(39。spkb EhvE ????39。儀器功函數(shù) 特征 ： XPS采用能量為 的射線源，能激發(fā)內(nèi)層電子。各種元素內(nèi)層電子的結(jié)合能是有特征性的 ， 因此可以用來(lái)鑒別化學(xué)元素。 eV1 5 0 0~1 0 0 0UPS采用 或 作激發(fā)源。 與 X射線相比能量較低，只能使原子的價(jià)電子 電離，用于研究?jī)r(jià)電子和能帶結(jié)構(gòu)的特征。 I(2 1 .2 e V ) He II(4 0 .8 e V ) HeAES大 都用電子作激發(fā)源，因?yàn)殡娮蛹ぐl(fā)得到的俄歇電子譜強(qiáng)度較大。 光電子或俄歇電子 ， 在逸出的路徑上自由程很短 ， 實(shí)際能探測(cè)的信息深度只有表面幾個(gè)至十幾個(gè)原子層 ，光電子能譜通常用來(lái)作為表面分析的方法 。 167。 紫外光電子能譜 (UPS) 紫外光電子譜是利用能量在 的真空紫外光子照射被測(cè)樣品 ， 測(cè)量由此引起的光電子能量分布的一種譜學(xué)方法 。 忽略分子 、 離子的平動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)能 ， 紫外光激發(fā)的光電子能量滿足如下公式 ： eV41~16振EEhvE bk ???由于光源能量較低，線寬較窄（約為 ),只能使原子的外層價(jià)電子、價(jià)帶電子電離，并可分辨出分子的振動(dòng)能級(jí) ,因此被廣泛地用來(lái)研究氣體樣品的價(jià)電子和精細(xì)結(jié)構(gòu)以及固體樣品表面的原子、電子結(jié)構(gòu)。 譜圖特征 苯在 Ni(111)上的 UPS譜 橫坐標(biāo)為分子的電離能 In 或 光電子動(dòng)能 nn IhvE ??紫外光電子譜圖的形狀取決于電離后離子的狀態(tài)。 氣體分子有明顯 的振動(dòng)精細(xì)結(jié)構(gòu) 凝聚分子的譜帶明顯增 寬，并失去精細(xì)結(jié)構(gòu) 化學(xué)吸附后， ?帶發(fā)生了位移 振動(dòng)精細(xì)結(jié)構(gòu) 對(duì)于同一電子
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