5光電子能譜分析(編輯修改稿)
2025-02-10 17:32 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 LevelFree Electron Level光：光： Incident Xray 發(fā)射出的光電子發(fā)射出的光電子 Ejected Photoelectron1s2s2p光電效應(yīng) （ Photoelectric Process）3.光電子逸出深度由于原子是處于物體內(nèi)部而不是孤立狀態(tài)，當(dāng)受激原子發(fā)射的電子脫離原來(lái)原子，就有從表面逸出的 可能性 ，當(dāng)光電子在固體內(nèi)移動(dòng)，最終逸出固體表面以前所經(jīng)歷的距離是 電子逸出深度 ，它決定于電子能量和電子平均自由程。電子平均自由程 是指光電子在固體樣品表面不發(fā)生非彈性碰撞時(shí)逸出的深度。（粒子在連續(xù)兩次碰撞之間自由通過(guò)的距離為自由程，在多次碰撞以后的自由程平均值稱平均自由程）。但是由于 X射線激發(fā)的深度比光電子逸出深度要大得多，使得從深度大于光電子自由程的那些原子所發(fā)射的光電子與樣品中自由電子發(fā)生非彈性碰撞，最后不能逸出，而被吸收掉。綜上， 光電子發(fā)射可以分為三個(gè)過(guò)程：（ 1）電子因光吸收而激發(fā)；（ 2）釋放出的電子向固體表面移動(dòng)；（ 3）克服表面勢(shì)場(chǎng)而射出 脫離固體表面。其中（ 2）與電子的逸出深度和能量有關(guān)，而過(guò)程（3）則與化學(xué)位移有關(guān)。光電子能譜測(cè)量原理根據(jù)光電效應(yīng)定律， X射線被自由原子或分子吸收后， X射線的能量 hν將 轉(zhuǎn)變?yōu)?光 電 子的 動(dòng) 能 Ek以及激 發(fā)態(tài)原子能量的 變 化，表示 為 ：Er原子的反沖能；Eb電 子的 結(jié) 合能；Ek光 電過(guò) 程中 發(fā) 射光 電 子的 動(dòng) 能。原子的反沖能量：電子的質(zhì)量 m相對(duì)于原子的質(zhì)量 M是很小的，所以 Er一般都很小。而且不同的 X射線源引起的原子反沖能是不同的，它與 X射線源及受激原子的原子序數(shù)有關(guān)， Er隨原子序數(shù)的增大而減小。在光電子能譜儀中，常用 Al和 Mg作 X射線源（引起的原子反沖能很?。?Er可以忽略不計(jì)。因此得到：電子的動(dòng)能 Ek可以實(shí)際測(cè)得的。根據(jù)上式，可以計(jì)算出電子在原子各能級(jí)的結(jié)合能 Eb。而電子能譜也正是通過(guò)對(duì)結(jié)合能的計(jì)算及其變化規(guī)律來(lái)了解被測(cè)樣品，因而對(duì)于結(jié)合能應(yīng)當(dāng)有深入的理解。1.結(jié)合能 Eb的概念原始概念 ：一束縛電子從所在能級(jí)移動(dòng)到不受原子核吸引而處于最低能態(tài)時(shí)所需克服的能量（真空靜止電子）或是電子從結(jié)合態(tài)移到無(wú)窮遠(yuǎn)處所做的功。實(shí)際概念 ：某個(gè)能級(jí)或軌道上的電子躍遷到費(fèi)米能級(jí)所需的能量。1
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