【正文】 . ?俄歇電子的動(dòng)能與 激發(fā)源的能量無(wú)關(guān) 。 (4) X射線(xiàn)衛(wèi)星峰 (Xray satellites )由特征 X射線(xiàn)主線(xiàn)以外的其它伴線(xiàn)產(chǎn)生的 . (5) 多重分裂 (Multiplet splitting )一般發(fā)生在基態(tài)有未成對(duì)電子的原子中。 X射線(xiàn)光電子能譜可分析除氫、氦以外的所有元素，測(cè)量深度為幾埃到幾十埃，對(duì)多組分樣品，元素的檢測(cè)限為 ％（原子分?jǐn)?shù)）。 在有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)分析上可分析除 H、 He以外的全周期表元素。 通常是采集全譜或?qū)捵V掃描 。 為了降低離子束的擇優(yōu)濺射效應(yīng)及基底效應(yīng) ， 應(yīng)提高濺射速率和降低每次濺射的時(shí)間 。這表明含氧的結(jié)構(gòu)富集于表面，而含氮的結(jié)構(gòu)則較多地存在于內(nèi)層。 深度分析 擇優(yōu)濺射問(wèn)題 損傷 離子濺射 應(yīng)注意 還原效應(yīng)問(wèn)題 表面粗糙度問(wèn)題 非損傷 改變電子發(fā)射角度 變角 XPS深度分析 前面討論的 BeerLambert方程 ， 已經(jīng)給出了分析深度依賴(lài)于電子的發(fā)射角 。 ? 1s / ? 2 s ≈20 重原子： 同殼層 ? 隨原子序數(shù)的增加而增大； 原子序數(shù) 殼層 最強(qiáng)線(xiàn)所在亞殼層（能級(jí)） 312 K 1s 1333 L 2p 3466 M 3d 6771 N 4d 7292 N 4f AlKα射線(xiàn)激發(fā)出的最強(qiáng)光電子線(xiàn) 光電子的能量分布曲線(xiàn)： 采用特定元素某一 X光譜線(xiàn)作為入射光 ， 實(shí)驗(yàn)測(cè)定的待測(cè)元素激發(fā)出一系列具有不同結(jié)合能的電子能譜圖 ， 即 元素的特征譜峰群； 譜峰 ： 不同軌道上電子的結(jié)合能或電子動(dòng)能； 伴峰 ： X射線(xiàn)特征峰 、 Auger峰 、 多重態(tài)分裂峰 。 常用的激發(fā)源 : MgK? X射線(xiàn) ， 光子能量為 eV。第七章 X射線(xiàn)光電子能譜 X射線(xiàn)光電子能譜 ( XPS ) Xray Photoelectron Spectroscopy 化學(xué)分析電子能譜 ( ESCA ) Electron Spectroscopy for Chemical Analysis ——表面元素化學(xué)成分和元素化學(xué)態(tài)分析 的分析技術(shù) 應(yīng)用范圍 ?各種復(fù)合材料表面分析及界面分析 ?各種固體材料表面的成分分析及元素化學(xué)態(tài)分析 ?各種薄膜表面與界面分析 ?器件、產(chǎn)品質(zhì)量分析及剖析 ?金屬氧化與腐蝕 ?各種固體表面化學(xué)問(wèn)題的測(cè)定 ,等等。 X射線(xiàn)光電子能譜儀的基本構(gòu)造 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 能量分析器 探測(cè)器 X射線(xiàn)源 AlK?或 MgK? 超高真空系統(tǒng) 優(yōu)于 109mbar 光電子 樣品 電子能譜儀介紹 X 射線(xiàn)源 雙陽(yáng)極 X射線(xiàn)源 在 XPS譜儀中 ， 一般采用雙陽(yáng)極 X射線(xiàn)源 。 光電離幾率 光電離幾率 (光電離截面 ?)： 一定能量的光子在與原子作用時(shí) ， 從某個(gè)能級(jí)激發(fā)出一個(gè)電子的幾率； ?與電子殼層平均半徑 ， 入射光子能量 ， 原子序數(shù)有關(guān)； 電子結(jié)合能與入射光子能量越接近 ?越大； 輕原子：半徑越小的殼層 ?越大 。 我們?cè)诮欠直鏈y(cè)量中可以用這一特性來(lái)獲得組分深度分析 。 KE取樣深度從 10nm降低到 ，樣品的 O : N原子比增加了約 3倍。 為了減少離子束的坑邊效應(yīng) ，應(yīng)增加離子束的直徑 。 化學(xué)位移的影響因素 定性分析 對(duì)所研究的樣品的表面化學(xué)分析的第一步是識(shí)別所含元素 。 除惰性氣體元素與少數(shù)位移較小的元素外，大部分元素的單質(zhì)態(tài)、氧化態(tài)與還原態(tài)之間都有明顯的化學(xué)位移，如 C1s：TiC()，石墨 ()，CO2()。測(cè)定譜線(xiàn)強(qiáng)度便可進(jìn)行 定量分析 。 920 910 900 890 880 20220 25000 30000 35000 40000 45000 50000 Ce3dCe 4+ Intensity / eV Binding Energy / eV Ce3dCe 3+ shake up 298 296 294 292 290 288 286 284 282 280 278 0 2022 4000 6000 8000 10000 Intensity / cps Binding Enegy / eV Shake up C1s, shake up 峰對(duì)化學(xué)研究提供的有用信息： ?順磁反磁性 ?鍵的共價(jià)性和離子性 ?幾何構(gòu)型 ?自旋密度 ?配合物中的電荷轉(zhuǎn)移 ?弛豫現(xiàn)象 (2) 振離譜線(xiàn) ( Shake off ) 是一種多重電離過(guò)程 .當(dāng)原子的一個(gè)內(nèi)層電子被 X射線(xiàn)光電離而發(fā)射時(shí) , 由于原子的有效電荷的突然變化導(dǎo)致一個(gè)外層電子激發(fā)到連續(xù)區(qū) (即電離 ). 其結(jié)果是在譜圖主峰的低動(dòng)能端出現(xiàn)平滑的連續(xù)譜 , 在連續(xù)譜的高動(dòng)能端有一陡限 , 此陡限同主峰之間的能量差等于帶有一個(gè)內(nèi)層空穴離子基態(tài)的電離電位 . (3)能量損失峰 ( Energy loss )是由于光電子在穿過(guò)樣品表面時(shí)同原子 (或分子 )之間發(fā)生非彈性碰撞損失能量后在譜圖上出現(xiàn)的伴峰 . 對(duì)于固體樣品，能量損失峰往往會(huì)掩蓋電子振激峰，只有像過(guò)渡金屬化合物和有共軛電子體系的化合物才能觀查到較強(qiáng)的振激峰。 由圖可見(jiàn)， Auger電子能譜更適合輕元素分析 , Z32 。 非導(dǎo)電樣品的荷電校正 在對(duì)非導(dǎo)電樣品進(jìn)行測(cè)定時(shí)，由于光電子的不斷發(fā)射，使樣品表面積累正電荷。 對(duì)于粉體樣品有兩種常用的制樣方法 。 一般可以通過(guò)對(duì)樣品加熱或用溶劑清洗等方法 。 一般對(duì)于具有弱磁性的樣品 ， 可以通過(guò)退磁的方法去掉樣品的微弱磁性 ， 然后就可以象正常樣品一