x射線光電子譜(xps)x-rayphotoelectr(編輯修改稿)
2025-02-25 03:37 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 60。???PdAEIES100?????.2PdMaqnelicPdAEIES200PdAEIES200?????PdAEIES200BXPS ?? X射線光電子譜儀的能量校準v能量坐標標定 AlK? MgK?Cu3pAu4f7/2Ag3d5/2CuL3MMCu2p3/2AgM4NN????????????Seah給出的結(jié)合能標定值 XPS ?? X射線光電子譜儀的能量校準v荷電效應 216。用 XPS測定絕緣體或半導體時，由于光電子的連續(xù)發(fā)射而得不到足夠的電子補充，使得樣品表面出現(xiàn)電子 “虧損 ”，這種現(xiàn)象稱為 “荷電效應 ”。216。荷電效應將使樣品出現(xiàn)一穩(wěn)定的表面電勢 VS，它對光電子逃離有束縛作用。 XPS ?? X射線光電子譜儀的能量校準v荷電效應 考慮荷電效應有：其中 ES=VS?e為荷電效應引起的能量位移，使得正常譜線向低動能端偏移，即所測結(jié)合能值偏高。荷電效應還會使譜鋒展寬、畸變，對分析結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。 XPS ?? X射線光電子譜儀的能量校準v荷電效應 216。荷電效應的來源主要是樣品的導電性能差。216。荷電電勢的大小同樣品的厚度、 X射線源的工作參數(shù)等因素有關。216。實際工作中必須采取有效的措施解決荷電效應所導致的能量偏差。 XPS ?? X射線光電子譜儀的能量校準v荷電效應 中和法 216。制備超薄樣品；216。測試時用低能電子束中和試樣表面的電荷，使Ec，216。這種方法一方面需要在設備上配置電子中和槍，另一方面荷電效應的消除要靠使用者的經(jīng)驗。 XPS ?? X射線光電子譜儀的能量校準v荷電效應 內(nèi)標 法 216。在處理荷電效應的過程中，人們經(jīng)常采用內(nèi)標法。即在實驗條件下，根據(jù)試樣表面吸附或沉積元素譜線的結(jié)合能，測出表面荷電電勢，然后確定其它元素的結(jié)合能。XPS ?? X射線光電子譜儀的能量校準v荷電效應 內(nèi)標 法 216。在實際的工作中，一般選用 (CH2)n中的 C1s峰， (CH2)n一般來自樣品的制備處理及機械泵油的污染。也有人將金鍍到樣品表面一部分，利用 Au4f7/2譜線修正。216。這種方法的缺點是對濺射處理后的樣品不適用。另外，金可能會與某些材料反應，公布的C1s譜線的結(jié)合能也有一定的差異。XPS ?? X射線光電子譜儀的能量校準v荷電效應 內(nèi)標 法 216。有人提出向樣品注入 Ar作內(nèi)標物有良好的效果。 Ar具有極好的化學穩(wěn)定性，適合于濺射后和深度剖面分析，且操作簡便易行。216。選用 Ar2p3/2譜線對荷電能量位移進行校正的效果良好。這時，標準 Ar2p3/2譜線的結(jié)合能 ?eV。 XPS ?? XPS中的化學位移 v化學位移216。由于原子所處的化學環(huán)境不同而引起的內(nèi)層電子結(jié)合能的變化，在譜圖上表現(xiàn)為譜峰的位移，這一現(xiàn)象稱為 化學位移 。216。化學位移的分析、測定，是 XPS分析中的一項主要內(nèi)容，是 判定原子化合態(tài) 的重要依據(jù)。 XPS ?? XPS中的化學位移v化學位移三氟化乙酸乙脂中四個不同 C原子的C1s譜線。 XPS ?? XPS中的化學位移v化學位移High resolution Al (2p) spectrum of an aluminum surface. The aluminum metal and oxide peaks shown can be used to determine oxide thickness, in this case nanometres. XPS ?? XPS中的化學位移v化學位移化學位移的理論分析基礎是結(jié)合能的計算。根據(jù)前面所講的計算方法可以知道對于處于環(huán)境為 1和 2的某種原子有： XPS ?? XPS中的化學位移v化學位移在大多數(shù)的情況下，相對論效應和相關的修正對結(jié)合能的影響是較小的，可以忽略。對付馳豫效應的方法是用近似關系式：其中 E+為離子體系的 SCF能。 XPS ?? XPS中的化學位移v電荷勢模型 電荷勢模型是由 Siegbahn等人導出的一個忽略弛豫效應的簡單模型。在此模型中，假定分子中的原子可以用空心的非重疊的靜電球殼包圍一中心核近似。這樣結(jié)合能位移可表示成 其中 ?EV和 ?EM 分別是原子自身價電子的變化和其它原子價電子的變化對該原子結(jié)合能的貢獻。 XPS ?? XPS中的化學位移v電荷勢模型 因此有：其中 q是該原子的價殼層電荷； V是分子中其它原子的價電子在此原子處形成的電荷勢 ?? 原子間有效電荷勢； k為常數(shù)； ER是參數(shù)點。 XPS ?? XPS中的化學位移v電荷勢模型 原子間有效電荷勢可按點電荷處理有：RAB是原子 A與 B間的距離， qB是 B原子的價電荷。 XPS ?? XPS中的化學位移v電荷勢模型 q可用 Pauling半經(jīng)驗方法求得：QA為 A原子上的形式電荷，即化學鍵上所共享電子在原子間均等分配時 A原子上的靜電荷。 A原子失去電子時QA0；得到電子時 QA0；純共價鍵時 QA=0。 n為 A原子的平均鍵數(shù)，單鍵 n=1，雙鍵 n=2，叁鍵 n=3。 XPS ?? XPS中的化學位移v電荷勢模型 I為 A原子成鍵的部分離子特征。 Pauling建議XA和 XB是 A,B原子的電負性。 結(jié)果表明， ?EB與q之間有較好的線性關系 ，理論與實驗之間相當一致。 XPS ?? XPS中的化學位移v電荷勢模型 含碳化合物 C1s電子結(jié)合能位移同原子電荷 q的關系 XPS ?? XPS中的化學位移v價勢模型 一個更基本的方法是用
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