【正文】 Interface B A silicon (Si) rich layer is present at the interface Photograph (1072 X 812um) Al foil Interface Binding Energy (eV) 278 288 298 C 1s Polymer coating ‘A’ CH CCl O=CO 10181。m xray beam pass energy 30 minutes 10181。m xray beam pass energy 30 minutes Polyethylene Substrate Adhesion Layer Base Coat Clear Coat Mapping Area 695 x 320181。m 1072 x 812mm XPS study of paint Paint Cross Section C O Cl Si695 x 320mm Elemental ESCA Maps using C 1s, O 1s, Cl 2p, and Si 2p signals C 1s CH CHCl O =C O695 x 320mm C 1s Chemical State Maps Polyethylene Substrate Adhesion Layer Base Coat Clear Coat 800 x 500181。m 280 300 CHn Binding Energy (eV) 280 300 CHn CHCl 280 300 CHn CN CO OC=O 280 300 Binding Energy (eV) CHn CN CO OC=O Polyethylene Substrate Adhesion Layer Base Coat Clear Coat Small Area Spectroscopy High resolution C 1s spectra from each layer Atomic Con centration* (%)An al ysi s Area C O N Cl Si AlSubstrat e Ad hesi on Layer Base Coat Clear Coat * excl uding HQuantitative Analysis GaAsAlGaAs 異質(zhì)結(jié)剖面的成像XPS圖 ， 其中可以分辨出的最細的線條寬度小于100 nm 采用 Al K a光源得到的 SiO2 表面 Au 的Chessy樣品的 Au 4f峰成像 XPS結(jié)果 ，圖中 Au方格的寬度為 1μm。 多晶樣品中 Al 2p能級的成像XPS圖像。40μm x 40μm XPS 圖像 XPS指紋峰分析 ? 在 XPS譜中最常見的伴峰包括攜上峰， X射線激發(fā)俄歇峰（ XAES）以及 XPS價帶峰。 ? 這些伴峰一般不太常用，但在不少體系中可以用來鑒定化學價態(tài)，研究成鍵形式和電子結(jié)構(gòu)，是 XPS常規(guī)分析的一種重要補充。 XPS的攜上峰： 包括了分子價鍵的信息，可以用來研究和鑒別碳物種的化學狀態(tài)和價鍵結(jié)構(gòu)。 圖 : 幾種碳納米材料的 C 1s峰和攜上峰譜圖 X射線激發(fā)俄歇電子能譜（ XAES）分析 ? 在 X射線電離后的激發(fā)態(tài)離子是不穩(wěn)定的，可以通過多種途徑產(chǎn)生退激發(fā)。其中一種最常見的退激發(fā)過程就是產(chǎn)生俄歇電子躍遷的過程，因此 X射線激發(fā)俄歇譜是光電子譜的必然伴峰。其原理與電子束激發(fā)的俄歇譜相同，僅是激發(fā)源不同。 ? 與電子束激發(fā)俄歇譜相比， XAES具有能量分辨率高，信背比高，樣品破壞性小及定量精度高等優(yōu)點。 ? 同 XPS一樣， XAES的俄歇動能也與元素所處的化學環(huán)境有密切關(guān)系。同樣可以通過俄歇化學位移來研究其化學價態(tài)。由于俄歇過程涉及到三電子過程，其化學位移往往比 XPS的要大得多。這對于元素的化學狀態(tài)鑒別非常有效。對于有些元素， XPS的化學位移非常小，不能用來研究化學狀態(tài)的變化。 ? 不僅可以用俄歇化學位移來研究元素的化學狀態(tài)，其線形也可以用來進行化學狀態(tài)的鑒別。 240 250 260 270 280 俄歇動能 / eV Energ y [ eV] 計數(shù) / 任意單位 2 4 2 .2 A B C D 240. 0 245 . 8 A: C60 B: 碳納米管 C : 石墨 D : 金剛石 263 . 4 267 . 0 268 . 5 266 . 8 圖是幾種納米碳材料的 XAES譜 X射線激發(fā)俄歇電子能譜（ XAES）分析 XPS價帶譜線形 的研究 石墨 C60 碳納米管 ? 在石墨，碳納米管和 C60分子的價帶譜上都有三個基本峰。 ? 這三個峰均是由共軛 ?鍵所產(chǎn)生的。在 C60分子中，由于 ?鍵的共軛度較小，其三個分裂峰的強度較強。而在碳納米管和石墨中由于共軛度較大，特征結(jié)構(gòu)不明顯。 ? 在 C60分子的價帶譜上還存在其他三個分裂峰，這些是由C60分子中的 ?鍵所形成的。 ? 由此可見，從價帶譜上也可以獲得材料電子結(jié)構(gòu)的信息。 電子束激發(fā) C KLL俄歇譜線形的研究 C60材料的 C KLL譜與金屬碳化物的 C KLL譜有非常大的差異。在碳化物的譜上有 4個主要的峰，它們是金屬碳化物的特征峰，由此可以判斷金屬碳化物的存在與否。 電子能譜線形分析研究碳物種的化學狀態(tài) 俄歇電子能譜法是用具有一定能量的電子束激發(fā)樣品俄歇效應 ， 通過檢測俄歇電子的能量和強度 ，從而獲得有關(guān)材料表面化學成分和結(jié)構(gòu)的信息的方法 。 俄歇電子能譜法 俄歇電子能譜法 入射電子 兩個自由電子 KL2L3俄歇電子發(fā)射 KL2L3俄歇過程 俄歇電子能譜法 俄歇電子產(chǎn)額或俄歇躍遷幾率決定俄歇譜峰強度 ，直接關(guān)系到元素的定量分析 。 俄歇電子與特征 X射線是兩個互相關(guān)聯(lián)和競爭的發(fā)射過程 。 對同一 K層空穴 ，退激發(fā)過程中熒光 X射線與俄歇電子的相對發(fā)射幾率 ，即熒光產(chǎn)額和俄歇電子產(chǎn)額滿足： 熒光產(chǎn)額 = 1－俄歇電子產(chǎn)額 俄歇電子能譜法 對于 Z≤14的元素，采用 KLL俄歇電子分析； 14Z42的元素，采用 LMM俄歇電子較合適； Z42時，以采用 MNN和 MNO俄歇電子為佳。 俄歇電子產(chǎn)額與原子序數(shù)的關(guān)系 ?大多數(shù)元素在 50~1000eV能量范圍內(nèi)都有產(chǎn)額較高的俄歇電子 ， 逸出表面的俄歇電子 ， 發(fā)射深度僅限于表面以下大約 2 nm以內(nèi) ， 約相當于表面幾個原子層 ， 且發(fā)射(逸出 )深度與俄歇電子的能量以及樣品材料有關(guān) ， 可作為固體表面分析法 。 ?原子 “ 化學環(huán)境 ” 變化 ， 不僅可能引起俄歇峰的位移(稱化學位移 )， 也可能引起其強度的變化 ， 這兩種變化的交疊 ， 則將引起俄歇峰 (圖 )形狀的改變 。 ?可分析除 H、 He以外的各種元素 。 ?對于輕元素 C、 O、 N、 S、 P等有較高的分析靈敏度 。 ?可進行成分的深度剖析或薄膜及界面分析 。 激發(fā)源 試樣裝置 電子能量分析器 檢測器 計算機 錳和氧化錳的俄歇電子譜 3,23,23 MML5,43,23 MML5,45,43 MML氧化錳 540eV 587eV 636eV 錳 543eV 590eV 637eV 錳 氧化錳 俄歇電子能譜法