【正文】 AES的電子束也會引起樣品損傷，雖然不如 SIMS嚴重，但也難于研究有機材料或一些被吸附物。采用參照元素，如少量的 Au或 Ag(有時用外加的碳 )，則可計算出帶電所引起的電子束縛能位移。 例如，一般的鬼線是在雙陽極 X射線源情況下由 A1靶 中的 Mg雜質(zhì)，或者反過來，由 Mg靶中的 Al雜質(zhì)所 產(chǎn)生的。 4 多重劈裂 ? 當價電子殼層內(nèi)有一個或多個自旋未配對的電子，而光電離發(fā)生在另一殼層時，會發(fā)生譜峰的多重劈裂。 ? 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間。 ? 一般可以通過對樣品加熱或用溶劑清洗等方法。 ? 離子束能量低，濺射速率慢，其它效應(yīng)大；離子束能量過高，注入效應(yīng)大，樣品損傷大，但濺射速率可能降低；一般 310KeV適合濺射。 基本裝置 ? 主要部件有 X射線源、樣品臺、電子能量分析器、電子探測及倍增器，以及將電流轉(zhuǎn)換成可讀能譜的數(shù)據(jù)處理和顯示的電子學系統(tǒng)。 基本原理 ? ? 當入射光子的能量 hv (h一普朗克常數(shù)， v光波頻率 )明顯超過原子的芯電子束縛能 Eb時，可引起光電子發(fā)射。 ? 對于 UPS和 AES，為了提高儀器靈敏度，采用FRR模式（ delta E/E恒定），不需要預(yù)減速處理。 ? 但在制備過程中，必須考慮到處理過程可能會對表面成分和狀態(tài)的影響。 離子束濺射技術(shù) ? 在 X射線光電子能譜分析中，為了清潔被污染的固體表面，常常利用離子槍發(fā)出的離子束對樣品表面進行濺射剝離，清潔表面。如何控制電子流密度合適，不產(chǎn)生過中和現(xiàn)象。然而，因為Mg Kα和 A1 Kα X射線也會激發(fā)許多內(nèi)層電子的俄歇線，而且其化學位移比光電子譜更大，所以把光電子和俄歇線兩者的化學位移結(jié)合起來分析就比較方便。 ? 3 分析技術(shù)的問題 ? A、樣品的制備和裝置 ? 多數(shù) XPS應(yīng)用對樣品的制備和裝置的要求并不嚴格，往往可簡單地用機械方法固定在樣品座上。 ? 4)、三種方法的深度剖析能力相似。 （ 1－ 5） % 真空度要求/pa 對樣品的損傷 對非導(dǎo)體損傷大，一般情況下無損傷 損傷嚴重，屬消耗必分析，但可進行剝層 損傷少 無損傷 破壞性 定點分析時間 /s 100 100 檢測粒子 電子 離子 電子 光電子 二次離子 一次束 電子 離子 電子 X射線 離子 。 AES和XP5可應(yīng)用靈敏度因子直接從峰高得到半定量信息。 ? 。這一排過渡金屬的 3s雙線的距離依賴于其化學環(huán)境，因此多重劈裂有時可用來鑒別化合物。 荷電的消除 ? 樣品荷電問題非常復(fù)雜，一般難以用某一種方法徹底消除。 ? 此外，當樣品的磁性很強時，還有可能使分析器頭及樣品架磁化的危險，因此，絕對禁止帶有磁性的樣品進入分析室。 ? 對于塊體樣品和薄膜樣品，其長寬最好小于10mm, 高度小于 5 mm。 ? 容易產(chǎn)生嚴重荷電效應(yīng)； 能量分析器 ? 電子能譜的核心部分，要求能精確測定能量； ? 磁偏轉(zhuǎn)式能量分析器（對環(huán)境磁場靈敏，目前不采用）和靜電型能量分析器； ? 分析器外部必須用 u金屬進行磁場屏蔽； ? 靜電分析器具有四種形式。如今 XPS已成為材料表面分析的常規(guī)工具。 XPS能譜儀的構(gòu)成 主要： 真空系統(tǒng)； X射線源； 能量分析系統(tǒng) 電子控制系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng) 進 樣 室分 析 室X 光 槍真 空 系 統(tǒng)能 量 分 析 器計 算 機 系 統(tǒng)離 子 槍X射線光電子能譜儀結(jié)構(gòu)框圖 真空系統(tǒng) ? 為什么需要超高真空？ 電子的平均自由程；（ 10－ 5Torr， 50m） 清潔表面（ 10－ 6torr， 1s，原子單層） 場發(fā)射離子槍要求 XPS要求： 108torr以上 ? 真空系統(tǒng)的構(gòu)成 機械泵：有油污染，噪音， 10－ 3torr 吸附泵：干凈，需要液氮，容量小， 10－ 3torr 油擴泵：價格低，油污染， 10－ 6－ 10－ 10torr 渦輪分子泵：體積小，半無油，抽速大，價高 噪音大， 10－ 8torr 濺射離子泵：高真空，無油，需要前級真空 無噪音， 10－ 11torr 升華泵：抽速高，需要前級真空，消耗性 X射線的產(chǎn)生 1. X射線是特征射線，不是連續(xù)波，能量具有單色性； 2. X射線的能量與材料有關(guān)； 3. X射線不是一根線，具有一系列線； 4. XPS需要單色的，一定能量的 X射線 X射線源結(jié)構(gòu) 1. 由燈絲，陽極靶及慮窗組成 2. 一般采用雙陽極靶 3. 常用 Mg/Al雙陽極靶 4. 加鋁窗或 Be窗，阻隔電子進入分析室，也阻隔 X射線輻射損傷樣品。 小面積 XPS ? 目前發(fā)展趨勢 ? 可以分析小范圍的樣品，適合微區(qū)分析和選點分析，線掃描分析； ? 具有較高的空間分辨率（ 1mm－ 25微米） ? 荷電問題較小，可以測定絕緣體材料； ? 對樣品的損傷?。? 成像 XPS ? 給出的是元素分布像 ? 可給出元素化學成份像 ? 可進行顯微分析 ? 25微米－ 10微米 35微米空間分辨率以及 2eV的能量分辨率 空間分辨率 150微米，不能獲得能譜 空間分辨率， 10微米 X射線強度高 能獲得能譜，能量分辨率不變 樣品的制備 ? X射線光電子能譜儀對待分析的樣品有特殊的要求，在通常情況下只能對固體樣品進行分析。 污染樣品 ? 對于表面有油等有機物污染的樣品，在進入真空系統(tǒng)前必須用油溶性溶劑如環(huán)己烷，丙酮等清洗掉樣品表面的油污。在研究濺射過的樣品表面元素的化學價態(tài)時，應(yīng)注意這種濺射還原效應(yīng)的影響。若滿殼層發(fā)生光致電離產(chǎn)生一