x射線光電子譜(xps)x-rayphotoelectr(完整版)
【正文】 英晶體的 (1010)面沿 Bragg反射方向衍射后便可使 X射線單色化。靶 Al實(shí)際的 X射線光電子能譜儀中的能量關(guān)系。EKenergyXPS ?? 光電效應(yīng)v光電效應(yīng)根據(jù) Einstein的能量關(guān)系式有： electronsthePhotoelectron216。X射線光電子譜 (XPS)Xray Photoelectron SpectroscopyQingYu ZhangState Key Laboratory for Materials Modification by Laser, Ion and Electron BeamsXPS ?? 引言216。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， XPS也在不斷地完善。216。xrayis即其中為真空能級算起的結(jié)合能 ?SP和 ?S分別是譜儀和樣品的功函數(shù) 靶能量 (eV) 相對強(qiáng)度 能量 (eV) 相對強(qiáng)度K?1 K?2 K?’ K?3 K?4 K?5 K?6 K? XPS ?? X射線光電子譜儀vX射線光電子譜儀216。 X射線的單色性越高，譜儀的能量分辨率也越高。線 XPS ?? X射線光電子譜基本原理v突然近似 216。XPS ?? X射線光電子譜基本原理v絕熱近似 216。 216。考慮相對論校正XPS ?? X射線光電子譜基本原理v結(jié)合能參照基準(zhǔn) 216。一臺工作正常的 X射線光電子譜儀應(yīng)是經(jīng)過能量校準(zhǔn)的。216。216。?PdAEIES2004f7/2Ag??荷電效應(yīng)將使樣品出現(xiàn)一穩(wěn)定的表面電勢 VS，它對光電子逃離有束縛作用。荷電效應(yīng)的來源主要是樣品的導(dǎo)電性能差。測試時用低能電子束中和試樣表面的電荷，使Ec，216。XPS ?? X射線光電子譜儀的能量校準(zhǔn)v荷電效應(yīng) 內(nèi)標(biāo) 法 216。XPS ?? XPS中的化學(xué)位移 v化學(xué)位移216。根據(jù)前面所講的計(jì)算方法可以知道對于處于環(huán)境為 1和 2的某種原子有： 其中 ?EV和 ?EM A原子失去電子時QA0；得到電子時 QA0；純共價鍵時 QA=0。 XPS ?? XPS中的化學(xué)位移v價勢模型 兩個化合物間結(jié)合能的化學(xué)位移為：用 ZDO(Zero因?yàn)樵拥膬?nèi)層電子被原子核所緊緊束縛，所以，可以認(rèn)為 價電子受內(nèi)層電子電離 時的影響與在 原子核中增加一個正電荷 所受的影響是一致的，即原子實(shí)是等效的。即： 216。216。在 XPS中可以觀察到幾種類型的譜線。XPS ?? XPS分析方法v定性分析 譜線的類型 216。216。因非陽極材料 X射線所激發(fā)出的光電子譜線被稱為 “鬼峰 ”。(K?)AlXPS ?? XPS分析方法v定性分析 譜線的類型 XPS ?? XPS分析方法v定性分析 譜線的類型 O的光電子譜線， Auger線及屬于 C,若仍有一些小峰仍不能確定，可檢驗(yàn)一下它們是否是某些已識別元素的 “鬼峰 ”。 p峰的強(qiáng)度比為 1:2； d線為 2:3； f線為 3:4。 當(dāng)光電子峰的位移變化并不顯著時， Auger電子峰位移將變得非常重要。為避免 ?0，將 Auger參數(shù)改進(jìn)為 一級原理模型 – 半無限厚原子清潔表面樣品： XPS ?? XPS分析方法v定量分析 小面積 XPS是近幾年出現(xiàn)的一種新型技術(shù)。元素靈敏度因子法 216。 一級原理模型– 厚度為 t的原子清潔表面樣品：– 半無限厚襯底上有一厚度為 t的均勻覆蓋層樣品167。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。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。在實(shí)際分析中，一般用 Auger參數(shù) α作為化學(xué)位移量來研究元素化學(xué)狀態(tài)的變化規(guī)律。XPS ?? XPS分析方法v化合態(tài)識別 光電子峰 Ti及 TiO2中 2p3/2峰的峰位及 2p1/2和 2p3/2之間的距離 由于元素所處的化學(xué)環(huán)境不同，它們的內(nèi)層電子的軌道結(jié)合能也不同，即存在所謂的化學(xué)位移。 216。216。發(fā)射的光電子動能為：其中： n是受振蕩損失的次數(shù)， EP是體等離子激元損失的能量， ES是受表面等離子激元損失的能量。XPS ?? XPS分析方法v定性分析 譜線的類型 XPS ?? XPS分析方法v定性分析 譜線的類型 216。Contaminating LMM,譜線峰寬： 譜線的峰寬一般是譜峰的自然線寬、 X射線線寬和譜儀分辨率的卷積。216。 216。根據(jù)等效原子實(shí)的思想， N*與 O的原子實(shí)等效，因此有：所以有： XPS ?? XPS中的化學(xué)位移v等效原子實(shí)方法 Overlap)近似求 ?A有：參數(shù) k在這里是核吸引積分的平均值。XPS ?? XPS中的化學(xué)位移v電荷勢模型 含碳化合物 C1s電子結(jié)合能位移同原子電荷 q的關(guān)系 對付馳豫效應(yīng)的方法是用近似關(guān)系式：其中 E+為離子體系的 SCF能。216。 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。在實(shí)際的工作中，一般選用 (CH2)n中的 C1s峰， (CH2)n一般來自樣品的制備處理及機(jī)械泵油的污染。 荷電電勢的大小同樣品的厚度、 X射線源的工作參數(shù)等因素有關(guān)。XPS ?? X射線光電子譜儀的能量校準(zhǔn)v荷電效應(yīng) ??L3MMCu?????PdAEIES200BXPS ?
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