xps儀器及基礎(chǔ)分析講義(編輯修改稿)
2025-06-19 22:44 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 置的化學(xué)分析光電子能譜。為某一特殊應(yīng)用選擇實(shí)驗(yàn)方法時(shí)，總?？紤]由它們組合起來的一些折衷方案。 ?能夠從塑料和有機(jī)物表面獲得詳細(xì)的化學(xué)信息是化學(xué)分析光電子能譜法的突出特點(diǎn)。電子轟擊技術(shù) (如俄歇電子能譜法 )在進(jìn)行分析時(shí)對塑料表面的破壞性顯得太大。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。在聚合材料中電子的平均自由程為 40— l00埃，所以表面靈敏度很高。從聚合物表面獲得信息的其它通用方法‘如衰減全反射 (ATR)紅外譜 (紅外探測光的穿透深度在微米量級 )，其表面靈敏度是無法與之相比的。 ?因此，對于研究聚合物的表面處理、測定與聚合物表面性能有關(guān)的表面化學(xué)組成來說，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。聚合物的表面處理在許多領(lǐng)域中 (比如果合材料的粘接、風(fēng)燭、染色、印花等方面 )都非常重要。 ? 在化學(xué)分橋光電子能譜中，探測深度是由樣品中電子的平均自由程 (MFP)決定的。由于在俄歇電子能譜中探測深度也是由電子的平均自由程所控制，所以這兩種方法所研究的樣品深度實(shí)際上是一樣的。 ?電子平均自由程是樣品成分和逃逸電子動(dòng)能的函數(shù)，因此．對光電子能譜的不同光電子峰來說，有效樣品厚度可能不完全相同，為了進(jìn)行仔細(xì)的定量研究，這個(gè)因素必須考慮。 ? 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。當(dāng)用電子束激發(fā)時(shí)，如用俄歇電子能譜法，必須用超高真空，以防止樣品上形成碳的沉積物而掩惹被測表面。 ?X射線束比較柔和的特點(diǎn)使我們有可能在中等真空皮下對表面觀察苦干小時(shí)，特別是當(dāng)真空成分有利時(shí)，例如使用離子泵或其它“干抽”時(shí)就是這種情況，當(dāng)然，原子尺度上清潔的金屬表面在 10－ 9到 10－ 10托以上的真空度下不能保持很長時(shí)間，這也是事實(shí)，然而，大量的表面分析工作并不是在原子尺度清桔的表面上進(jìn)行的，因此，化學(xué)分析光電子能譜不需要超高真空。 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試方法的另一特點(diǎn)?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)的變化和原子價(jià)態(tài)的變化都可以引起譜峰有規(guī)律的位移。 ?化學(xué)位移在 XPS中是一種很有用的信息，通過對化學(xué)位移的研究，可以了解原子的狀態(tài)，可能處于的化學(xué)環(huán)境以及分子結(jié)構(gòu)等。 化學(xué)位移效應(yīng) ?化學(xué)位移現(xiàn)象可以用原子的靜電模型來解釋。內(nèi)層電子一方面受到原子核強(qiáng)烈的庫侖作用而具有一定的結(jié)合能，另一方面又受到外層電子的屏蔽作用。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。 ?因此當(dāng)被測原子的氧化態(tài)增加，或與
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