材料現(xiàn)代分析測(cè)試第十三章(存儲(chǔ)版)
【正文】 線光電子譜進(jìn)行化學(xué)分析時(shí)，應(yīng)盡量避免或消除物理位移 。若此未成對(duì)電子角量子數(shù) l＞ 0，則必然會(huì)產(chǎn)生自旋 軌道偶合 (相互作用 )，使未考慮此作用時(shí)的能級(jí)發(fā)生能級(jí)分裂 (對(duì)應(yīng)于內(nèi)量子數(shù) j的取值 j＝ l+1/2和 j＝ l1/2形成雙層能級(jí) )，從而導(dǎo)致光電子譜峰分裂；此稱為 自旋 軌道分裂 。圖中氧峰可能是雜質(zhì)峰，或說(shuō)明該化合物已部分氧化 。 ?由于在一定條件下譜峰強(qiáng)度與其含量成正比，因而可以采用 標(biāo)樣法 (與標(biāo)準(zhǔn)樣品譜峰相比較的方法 )進(jìn)行定量分析，精確度可達(dá) 1%~2%。 ?以表面元素定性分析、定量分析、表面化學(xué)結(jié)構(gòu)分析等基本應(yīng)用為基礎(chǔ)，可以廣泛應(yīng)用于表面科學(xué)與工程領(lǐng)域的分析、研究工作，如表面氧化 (硅片氧化層厚度的測(cè)定等 )、表面涂層、表面催化機(jī)理等的研究，表面能帶結(jié)構(gòu)分析 (半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)測(cè)定等 )以及高聚物的摩擦帶電現(xiàn)象分析等。 ?目前采用的光源為光子能量小于 100eV的真空紫外光源 (常用 He、 Ne等氣體放電中的共振線 )。 ?紫外光電子譜的位置和形狀與分子軌道結(jié)構(gòu)及成鍵情況密切相關(guān)?？蓱?yīng)用于表面能帶結(jié)構(gòu)分析 (如聚合物價(jià)帶結(jié)構(gòu)分析 )、表面原子排列與電子結(jié)構(gòu)分析及表面化學(xué)研究 (如表面吸附性質(zhì)、表面催化機(jī)理研究 )等方面。如 ?(鍵 )軌道，其電離電位在 10eV左右，此圖有助于分析譜峰所對(duì)應(yīng)軌道的性質(zhì)。通常采用未知物 (樣品 )譜圖與已知化合物譜圖進(jìn)行比較的方法鑒定未知物。 紫外光電子能譜法 ?紫外光電子能譜 (UPS)：以紫外光為激發(fā)源致樣品光電離而獲得的光電子能譜。 1， 2， 4， 5苯四甲酸； 1， 2苯二甲酸和苯甲酸鈉的 C1s光電子譜圖 ?由圖可知，與聚乙烯相比，聚氟乙烯 C1s對(duì)應(yīng)于不同的基團(tuán) CFH與 CH2成為兩個(gè)部分分開且等面積的峰。 ?應(yīng)用最廣的是元素 (原子 )靈敏度因子法 。 X射線光電子標(biāo)準(zhǔn)譜圖示例 應(yīng)用實(shí)例 ?下圖為已標(biāo)識(shí)的 (C3H7)4NS2PF2的 X射線光電子譜圖。電離前 O2分子價(jià)殼層有兩個(gè)未成對(duì)電子，內(nèi)層能級(jí) (O1s)電離后譜峰發(fā)生分裂 (即多重分裂 )，分裂間隔為 。 ? 圖 137所示為帶有氧化物鈍化層的 Al的 2p光電子能譜圖 ? 由圖可知， 原子價(jià)態(tài)的變化導(dǎo)致 A1的 2p峰位移 。 ?③對(duì)于輕元素 C、 O、 N、 S、 P等有較高的分析靈敏度。 俄歇電子能量圖 主要俄歇峰的能量用空心圓圈表示， 實(shí)心圓圈代表每個(gè)元素的強(qiáng)峰 定性分析的一般步驟 ： ? (1)利用“主要俄歇電子能量圖”，確定實(shí)測(cè)譜中最強(qiáng)峰可能對(duì)應(yīng)的幾種 (一般為 3種 )元素； ? (2)實(shí)測(cè)譜與可能的幾種元素的標(biāo)淮譜對(duì)照，確定最強(qiáng)峰對(duì)應(yīng)元素的所有峰； ? (3)反復(fù)重復(fù)上述步驟識(shí)別實(shí)測(cè)譜中尚未標(biāo)識(shí)的其余峰。 ?樣品和電子槍裝置需置于 107~108Pa的超高真空分析室中 。 ?在這樣淺的表層內(nèi)逸出俄歇電子時(shí)，入射電子束的側(cè)向擴(kuò)展幾乎尚未開始，故其空間分辨率直接由入射電子束的直徑?jīng)Q定。俄歇電子的能量和入射電子的能量無(wú)關(guān)，只依賴于原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)和俄歇電子發(fā)射前它所處的能級(jí)位置。 ?本章主要介紹 俄歇電子能譜法 (AES)
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