第八章表面分析技術(shù)(編輯修改稿)
2025-04-02 21:12 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 LMV等它們的外形與一定的化學(xué)狀態(tài)有著內(nèi)在的聯(lián)系，可以用來(lái)分析元素的化學(xué)狀態(tài)。 圖 813 Ag的 XPS譜 材料現(xiàn)代研究方法 光電子能譜分析方法 圖 814 Ni的 XPS譜， 譜中可見明顯的俄歇線 材料現(xiàn)代研究方法 光電子能譜分析方法 （三）定量分析 （ 1） 一級(jí)原理模型 (817) （ 2）元素靈敏度因子法 (818) (819) / ( ) c os( ) ( ) ( ) zEij ij ij iI K T E L n z e dz???? ?? ?//i i ij j jn I Sn I S?//iiijjjISCIS? ?材料現(xiàn)代研究方法 X射線光電子能譜儀 X射線光電子能譜儀（如圖 815）主要由 X射線源、樣品室、真空系統(tǒng)、能量分析器、記錄裝置等組成。 圖 815 光電子能譜儀 材料現(xiàn)代研究方法 X射線光電子能譜儀 （一）真空系統(tǒng) 通常超高真空系統(tǒng)真空室由不銹鋼材料制成，真空度優(yōu)于 108 mbar超高真空一般由多級(jí)組合泵系統(tǒng)來(lái)獲得。 （二） X射線源 用于產(chǎn)生具有一定能量的 X射線的裝置。當(dāng)高能電子轟擊陽(yáng)極靶會(huì)產(chǎn)生特征 X射線，其能量取決于組成靶的原子內(nèi)部的能級(jí)。 材料現(xiàn)代研究方法 X射線光電子能譜儀 圖 816 雙陽(yáng)極 X射線源 材料現(xiàn)代研究方法 X射線光電子能譜儀 表 84： Mg和 Al的特征 x射線能量和強(qiáng)度 X射線 Mg 靶 Al 靶 能量 (eV) 相對(duì)強(qiáng)度 能量 (eV) 相對(duì)強(qiáng)度 K?1 K?2 K?’ K?3 K?4 K?5 K?6 K? 材料現(xiàn)代研究方法 X射線光電子能譜儀 表 85：部分元素的特征 x射線能量和半高峰寬 射 線 能 量 半高峰寬 (eV) Y M? Zr M? Na K? Mg K? Al K? Si K? Ti K?1 4511 Cr K?1 5415 Ca K?1 8048 材料現(xiàn)代研究方法 X射線光電子能譜儀 （三）分析器系統(tǒng) 分析器由電子透鏡系統(tǒng)、能量分析器和電子檢測(cè)器組成。常用的靜電偏轉(zhuǎn)型分析器有球面偏轉(zhuǎn)分析器 (CHA)和筒鏡分析器 (CMA)兩種。 （四）實(shí)例分析 分析方法通常被用來(lái)表征樣品中的組分變化。 材料現(xiàn)代研究方法 X射線光電子能譜儀 圖 817. Cu2O， CuO和不同燒成溫度下制備的 SiC/Cu(Cu2O) 在 Cu(2p)波段的 XPS譜線 材料現(xiàn)代研究方法 俄歇電子能譜 1 2 俄歇電子能譜的基本原理 Auger電子的能量和產(chǎn)額 3 4 俄歇電子能譜分析方法 俄歇電子能譜儀 5 掃描 Auger顯微探針 (SAM) 材料現(xiàn)代研究方法 俄歇電子能譜的基本原理 圖 818 俄歇電子的產(chǎn)生過(guò)程 俄歇電子的產(chǎn)生可以分為三個(gè)步驟，如圖 818，首先原子內(nèi)某一內(nèi)層電子被激發(fā)電離從而形成空位，接著一個(gè)較高能級(jí)的電子躍遷到該空位上，再接著另一個(gè)電子被激發(fā)發(fā)射，形成無(wú)輻射躍遷過(guò)程，這一過(guò)程被稱為 Auger效應(yīng) ,被發(fā)射的電子稱為 Auger電子。 材料現(xiàn)代研究方法 俄歇電子能譜的基本原理 Auger躍遷的標(biāo)記以空位、 躍遷電子、發(fā)射電子所在的能級(jí)為基礎(chǔ)。 圖 819電子能級(jí)、 X射線能級(jí)和電子數(shù) 材料現(xiàn)代研究方法 俄歇電子能譜的基本原理 圖 820各種元素的俄歇電子峰 材料現(xiàn)代研究方法 Auger電子的能量和產(chǎn)額 （一）電離截面 電離截面是決定在 Wi能級(jí)上產(chǎn)生初態(tài)空位的電離原子數(shù)目的重要因素。 Worthingtontomlin在玻恩近似的基礎(chǔ)上給出了如下的電離截面公式 (820) （ 821） 10 14[ l n ] e
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