x射線光電光譜(存儲版)
【正文】 Ti K?1 4511 Cr K?1 5415 Cu K?1 8048 XPS ?? X射線光電子譜基本原理 ?X射線光電子譜基本原理 ?X射線光電子能譜的理論依據(jù)就是 Einstein的光電子發(fā)射公式 ， 在實(shí)際的 X射線光電子譜分析中 ， 不僅用 XPS測定軌道電子結(jié)合能 ， 還經(jīng)常用量子化學(xué)方法進(jìn)行計(jì)算 ， 并將二者進(jìn)行比較 。 ?X射線光電子譜儀的能量校準(zhǔn)工作是經(jīng)常性的 ，一般地說 ， 每工作幾個(gè)月或半年 ， 就要重新校準(zhǔn)一次 。 XPS ?? X射線光電子譜儀的能量校準(zhǔn) ?能量坐標(biāo)標(biāo)定 Schon 1972 Johansson 1973 Asami 1976 Richter 1978 Bird 1980 Cu 3p Au 4f7/2 Ag 3d5/2 Cu 2p3/2 Cu LMM,EK EB， EF ref 分析儀器 ? ? ? ? Pd AEIES100 ? ? ? ? ?.2 Pd Maqnelic Pd AEIES200 Pd AEIES200 ? ? ? ? ? Pd AEIES200B XPS ?? X射線光電子譜儀的能量校準(zhǔn) ?能量坐標(biāo)標(biāo)定 Al K? Mg K? Cu 3p Au 4f7/2 Ag 3d5/2 Cu L3MM Cu 2p3/2 Ag M4NN ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Seah給出的結(jié)合能標(biāo)定值 XPS ?? X射線光電子譜儀的能量校準(zhǔn) ?荷電效應(yīng) ?用 XPS測定絕緣體或半導(dǎo)體時(shí) ， 由于光電子的連續(xù)發(fā)射而得不到足夠的電子補(bǔ)充 ， 使得樣品表面出現(xiàn)電子 ? 虧損 ? ， 這種現(xiàn)象稱為 ? 荷電效應(yīng) ? 。 XPS ?? X射線光電子譜儀的能量校準(zhǔn) ?荷電效應(yīng) 內(nèi)標(biāo) 法 ?在處理荷電效應(yīng)的過程中，人們經(jīng)常采用內(nèi)標(biāo)法。 這時(shí) ， 標(biāo)準(zhǔn) Ar2p3/2譜線的結(jié)合能 ? eV。 XPS ?? XPS分析方法 ?定性分析 XPS分析是利用 已 出 版 的XPS手冊對元素進(jìn)行指認(rèn) 。 XPS ?? XPS分析方法 ?定性分析 譜線的類型 ?Auger譜線： 在 XPS 中 ， 可以觀察到 KLL, LMM, MNN和 NOO四個(gè)系列的 Auger線 。 XPS ?? XPS分析方法 ?定性分析 譜線的類型 Mn+離子的 3s軌道電離時(shí)的兩種終態(tài) XPS ?? XPS分析方法 ?定性分析 譜線的類型 MnF2的 Mn3s電子的 XPS譜 XPS ?? XPS分析方法 ?定性分析 譜線的類型 ?能量損失峰 ： 對于某些材料 ， 光電子在離開樣品表面的過程中 ， 可能與表面的其它電子相互作用而損失一定的能量 ， 而在 XPS低動(dòng)能側(cè)出現(xiàn)一些伴峰 ， 即能量損失峰 。 ? 確認(rèn)識別結(jié)論 。 ?其次 ， 化學(xué)環(huán)境的變化將使一些元素的光電子譜雙峰間的距離發(fā)生變化 ， 這也是判定化學(xué)狀態(tài)的重要依據(jù)之一 。 XPS ?? XPS分析方法 ?定量分析 一級原理模型 ?Fadley就多晶固體光電發(fā)射，提出如下強(qiáng)度計(jì)算公式： 其中 dIK為來自 dxdydz體積元為檢測器所測得的 K層的光電子譜線強(qiáng)度 。 ?XPS分析中 ， 定量分析的方法與 AES的定量方法基本相似 ， 如標(biāo)樣法 ， 校正曲線法等 ， 大同小異 。 最具有特色的是可以測定元素的化學(xué)價(jià)態(tài)及化學(xué)環(huán)境的影響 ， 并通過角度關(guān)系 XPS (AngleResolved Xray Photoelectron Spectroscopy， ARXPS) 可以提供約 10nm 的無損深度剖析 (nondestructive depth profiling)；此外 ， Ar離子剝離法可以提供約 100nm的有損深度剖析 (destructive depth profiling)和樣品表面清潔 。 / s i n? ?XPS ?? XPS分析方法 ?定量分析 元素靈敏度因子法 ?同 AES中的靈敏度因子法相似 。 ? ? ? ?h E EKA BPXPS ?? XPS分析方法 ?化合態(tài)識別 Auger線 ?以 EBP為橫坐標(biāo) ， EBA為縱坐標(biāo) ， ?‘ 為對角參數(shù)將給出二維化學(xué)狀態(tài)平面圖 ， 對識別表面元素的化學(xué)狀態(tài)極為有用 。 ?對于半導(dǎo)體 、 絕緣體 ， 在測量化學(xué)位移前應(yīng)首先決定荷電效應(yīng)對峰位位移的影響 。 在此步 ， 一般假設(shè)這些峰是某些含量低的元素的主峰 。 無論是震激還是震離均消耗能量 ， 使最初的光電子動(dòng)能下降 。高結(jié)合能端弱峰的線寬一般比低結(jié)合能端的譜線寬 1~4 eV。 XPS ?? XPS中的化學(xué)位移 ?化學(xué)位移的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律 ?對少數(shù)系列化合物 ， 由 NMR(核磁共振波譜儀 )和 Mossbauer譜儀測得的各自的特征位移量同XPS測得的結(jié)合能位移量有一定的線性關(guān)系 。Ar具有極好的化學(xué)穩(wěn)定性 ， 適合于濺射后和深度剖面分析 ， 且操作簡便易行 。 ?實(shí)際工作中必須采取有效的措施解決荷電效應(yīng)所導(dǎo)致的能量偏差。 ?一般是選擇相距比較遠(yuǎn)的兩條譜線進(jìn)行標(biāo)定，所選譜線的能量位臵是經(jīng)過精確測定的。
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