xps儀器及基礎(chǔ)分析講義(更新版)
【正文】 合金材料表面薄膜的深度剖析 ? 合金材料，由于它的應(yīng)用既廣泛又重要，因此其表面薄膜的深度剖析研究特別引人重視．近幾年來(lái)。 化學(xué)位移效應(yīng) ?需指出的是，除了由于原子周圍的化學(xué)環(huán)境的改變引起光電子峰位移外，樣品的荷電效應(yīng)同樣會(huì)影響譜峰位移，從而影響電子結(jié)合能的正確測(cè)量。當(dāng)外層電子密度減少時(shí)，屏蔽作用將減弱，內(nèi)層電子的結(jié)合能增加；反之則結(jié)合能將減少。 ? 化學(xué)分析光電子能譜的一個(gè)重要特點(diǎn)是它能在不太高的真空度下進(jìn)行表面分析研究，這是所有其它方法都做不到的。離子散射和離子濺射法破壞性更大，而且不能直接提供化學(xué)信息。這就意味著化學(xué)分析光電子能譜不像離子散射和濺射那樣具有深度分析能力。 ?現(xiàn)在許多商品儀器都具有上述功能，但是在光源、能量分析器和探測(cè)器的設(shè)計(jì)方面采取的方式不同。 ? 如果 X射線光子的能量為 hν，電子在該能級(jí)上的結(jié)合能為 Eb，射出固體后的動(dòng)能為 Ec，則它們之間的關(guān)系為： hν=Eb+Ec+Ws ? 式中 Ws為功函數(shù)，它表示固體中的束縛電子除克服個(gè)別原子核對(duì)它的吸引外，還必須克服整個(gè)晶體對(duì)它的吸引才能逸出樣品表面，即電子逸出表面所做的功。雖然用 X射線照射固體材料并測(cè)量由此引起的電子動(dòng)能的分布早在本世紀(jì)初就有報(bào)道，但當(dāng)時(shí)可達(dá)到的分辨率還不足以觀測(cè)到光電子能譜上的實(shí)際光峰。 ?樣品在 X射線作用下，各種軌道電子都有可能從原子中激發(fā)成為光電子，由于各種原子、分子的軌道電子的結(jié)合能是一定的，因此可用來(lái)測(cè)定固體表面的電子結(jié)構(gòu)和表面組分的化學(xué)成分。 ?XPS的 主要特點(diǎn) 是它能在 不太高的真空度下進(jìn)行表面分析研究，這是其它方法都做不到的。這正是光電子能譜儀的基本測(cè)試原理。 ?可以認(rèn)為化學(xué)分析光電子能譜法是一種非破壞性的方法，因?yàn)橛脕?lái)激發(fā)光電子能譜的 X射線束對(duì)多數(shù)材料沒有什么損壞，特別是同那些靠離子或電子轟擊表面的分析方法相比更是如此。然而，如要測(cè)量產(chǎn)生微弱信號(hào)的痕量物質(zhì)．那么，在一個(gè)不隨實(shí)驗(yàn)時(shí)間變化的表面上能夠取得信號(hào)的平均值大概就是非?？少F的了。 ?因此，對(duì)于研究聚合物的表面處理、測(cè)定與聚合物表面性能有關(guān)的表面化學(xué)組成來(lái)說，化學(xué)分析光電子能譜法是具有足夠表面靈敏度和特異性的唯一方法。 化學(xué)位移效應(yīng) ?化學(xué)位移效應(yīng)是 X射線光電子能譜法不同于其它熟知的表面測(cè)試方法的另一特點(diǎn)。 化學(xué)位移效應(yīng) ? 一般地對(duì)有機(jī)物來(lái)說，同樣的原子在具有強(qiáng)電負(fù)性的置換基團(tuán)中比在弱電負(fù)性基團(tuán)中可能會(huì)呈現(xiàn)出較大的結(jié)合能。除了可以根據(jù)測(cè)得的電子結(jié)合能確定樣品的化學(xué)成份外， XPS最重要的應(yīng)用在于確定元素的
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