第八章表面分析技術(shù)-wenkub
2023-04-03 21:12:31 本頁(yè)面
【正文】 子能譜 1 2 俄歇電子能譜的基本原理 Auger電子的能量和產(chǎn)額 3 4 俄歇電子能譜分析方法 俄歇電子能譜儀 5 掃描 Auger顯微探針 (SAM) 材料現(xiàn)代研究方法 俄歇電子能譜的基本原理 圖 818 俄歇電子的產(chǎn)生過(guò)程 俄歇電子的產(chǎn)生可以分為三個(gè)步驟，如圖 818，首先原子內(nèi)某一內(nèi)層電子被激發(fā)電離從而形成空位，接著一個(gè)較高能級(jí)的電子躍遷到該空位上，再接著另一個(gè)電子被激發(fā)發(fā)射，形成無(wú)輻射躍遷過(guò)程，這一過(guò)程被稱為 Auger效應(yīng) ,被發(fā)射的電子稱為 Auger電子。當(dāng)高能電子轟擊陽(yáng)極靶會(huì)產(chǎn)生特征 X射線，其能量取決于組成靶的原子內(nèi)部的能級(jí)。 材料現(xiàn)代研究方法 光電子能譜分析方法 （ 5）俄歇線形 ：價(jià)殼層俄歇線如 KVV、 LVV、 LMV等它們的外形與一定的化學(xué)狀態(tài)有著內(nèi)在的聯(lián)系，可以用來(lái)分析元素的化學(xué)狀態(tài)。 材料現(xiàn)代研究方法 光電子能譜分析方法 圖 810 S的 2p峰在不同化學(xué)狀態(tài)下的結(jié)合能值 材料現(xiàn)代研究方法 光電子能譜分析方法 圖 811 Ti及 TiO2中 2p3/2峰的峰位及 2p1/2和 2p3/2之間的距離 材料現(xiàn)代研究方法 光電子能譜分析方法 表 83： C1s在不同化學(xué)狀態(tài)下半峰高寬的變化 CF4 C6H6 CO CH4 半高峰寬（ eV） 材料現(xiàn)代研究方法 光電子能譜分析方法 （ 2） 俄歇譜線化學(xué)位移和俄歇參數(shù) ：最尖銳的俄歇線動(dòng)能減去最強(qiáng)的 XPS光電子線動(dòng)能所得到的動(dòng)能差稱為俄歇參數(shù)，即 (815) (816) PKAK EE ??? APKB39。 (4) XPS的化學(xué)位移同宏觀熱力學(xué)參數(shù)之間存在一定的聯(lián)系。 （ 811) ????????BA AB0*BA0A 4|1|)41(2RZr ????????材料現(xiàn)代研究方法 化學(xué)位移 （ 3）等效原子實(shí)方法 該方法假設(shè)原子的內(nèi)層電子受內(nèi)層電子電離時(shí)的影響與在原子核中增加一個(gè)正電荷所受的影響是一致的，即原子實(shí)是等效的。 （ 85） Koopmans法則： (86) （ 87） 201 ( 2 ) ( 2 )2SCF Mi ij ijM j jMZE i i i i J K ij J K ijr ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?),(),( SCFKTB jlnEjlnE ?? corrrelatrelaxS CFB EEEE ????材料現(xiàn)代研究方法 結(jié)合能 表 81 不同方法求得的 Ne1s和 Ne2s軌道結(jié)合能對(duì)比 計(jì) 算 方 法 計(jì) 算 方 法 EB(eV) 1s 2s Koopmans定理 SCF理論方法 直接計(jì)算方法 SCF理論方法 考慮相對(duì)論校正 考慮相對(duì)論及相關(guān)作用校正 實(shí)驗(yàn)測(cè)量值 材料現(xiàn)代研究方法 結(jié)合能 電子結(jié)合能參照基準(zhǔn) ： （ 1）孤立原子 （ 2）氣態(tài) （ 3）導(dǎo)電固體樣品 （ 3）非導(dǎo)電樣品 材料現(xiàn)代研究方法 化學(xué)位移 （一）初態(tài)效應(yīng) 根據(jù)原子中電子結(jié)合能的表達(dá)式 EB = E(n1) + E(n), E(n)表示原子初態(tài)能量， E(n1)表示電離后原子的終態(tài)能量。因此，原子的初態(tài)和終態(tài)直接影響者電子結(jié)合能的大小。 （ 4）原子勢(shì)能模型 原子勢(shì)能模型的結(jié)合能表達(dá)式為： EB=Vn+Vv （ 812） 材料現(xiàn)代研究方法 化學(xué)位移 化學(xué)位移的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律 (1) 同一周期內(nèi)主族元素結(jié)合能位移隨它們的化合價(jià)升高呈現(xiàn)出線性增加的趨勢(shì)；過(guò)渡金屬元素的化學(xué)位移隨化合價(jià)的變化呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。 材料現(xiàn)代研究方法 化學(xué)位移 （二）終態(tài)效應(yīng) (1) 弛豫效應(yīng) （ 813） (814) (2) 多重分裂 (靜電分裂 ) (3) 多電子激發(fā) int ra e x trare lax re lax re laxE E E? ? ??? int ra e x trare lax re lax re laxE E E? ? ?材料現(xiàn)代研究方法 光電子能譜分析方法 （一） 定性分析 （ 1）光電子譜線 （ 2） X射線的伴峰 （ 3） Auger譜
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