化學成分分析ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-10 09:49 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 n ? Core level electrons are ejected by the xray radiation ? The . of the emitted electrons is dependent on: ? Incident energy ? Instrument work function ? Element binding energy XPS ?? 光電效應 ?光電效應 根據(jù) Einstein的能量關(guān)系式有： h? = EB + EK 其中 ? 為光子的頻率 ， EB 是內(nèi)層電子的軌道結(jié)合能 ， EK 是被入射光子所激發(fā)出的光電子的動能 。 實際的 X射線光電子能譜儀中的能量關(guān)系 。 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) 。 E h EBV K SP S? ? ? ?? ? ?( )XPS ?? 光電效應 ?光電效應 EBV與以 Fermi能級算起的結(jié)合能 EBF間有 因此有： E EBV BF S? ? ?E h EBF K SP? ? ?? ?電子發(fā)射過程 ? 光電效應 – 在能量足夠高的光子束照射之下，可以觀察到電子發(fā)射，也叫 光電離 或 光致發(fā)射作用 。 A+hυ=A+*+e – 用電子束代替光子束，也可觀察到電子發(fā)射，稱為電致發(fā)射作用 。 A+e=A+*+2e – 電子束電子稱為 一次電子 ，電致發(fā)射電子稱為 二次電子 XPS ?? X射線光電子譜基本原理 ?X射線光電子能譜的理論依據(jù)就是Einstein的光電子發(fā)射公式 ， 在實際的 X射線光電子譜分析中 ， 不僅用 XPS測定軌道電子結(jié)合能 ， 還經(jīng)常用量子化學方法進行計算 ， 并將二者進行比較 。 XPS ?? X射線光電子譜儀 ?X射線光電子譜儀 電子能譜 ? X光電子 – X射線與樣品相互作用時， X射線被樣品吸收而使原子中的 內(nèi)層電子 脫離原子成為自由電子 – Ek=hυEbW ? Ek:來自原子內(nèi)殼層的光電子的動能； ? hυ：入射的電子或 X射線的能量； ? Eb： 原子核束縛能（電子的結(jié)合能）； ? W：能譜儀器的功函數(shù) 電子能譜 ? 俄歇電子 – 當樣品原子的內(nèi)殼層電子受入射電子的激發(fā)而留下空位時，外層較高級的電子將自發(fā)的向低能級的內(nèi)殼層空位躍遷 ? 躍遷時多余的能量將以 X光子形式輻射出來， 輻射躍遷 ； A+*→A ++hυ’ ? 或 (能量差足夠大 )引起另一外層電子電離，從而發(fā)出一個具有一定能量的電子， 俄歇躍遷。 A+*→A ++e 電子能譜 試樣 光源 電子 E=hv 光電子 俄歇電子 光電子能譜（ PES） 俄歇電子能譜（ AES） 紫外光 UPS X射線 XPS（ ESCA） ESCA： Electron Spectroscopy for Chemical Analysis 電子束 電子能譜 ? 真空紫外光譜 UPS – 光源： 紫外光 – 被測對象：紫外光 電子（ － ） – 應用： ? 早期：氣相 ? 現(xiàn)在：固體 ? X射線光電子能譜（ XPS， ESCA） – 光源： X射線 – 被測對象： 電子（ 100－ 3000eV)(內(nèi)層電子 ) – 應用：固體 ? 俄歇電子能譜（ AES） – 光
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