x射線(xiàn)光電子能譜ppt課件-wenkub.com
2025-04-29 00:01 本頁(yè)面
【正文】 根據(jù) Bragg方程： 2 s i nH K Ld ???1 1 0 0s in 2 0 . 1 5 4 0 . 6 0 . 2 5d?? ? ? ?11 4 .4 8? ??2 1 1 0s i n 2 0 . 1 5 4 0 . 4 2 4 0 . 3 6 3d?? ? ? ?22 1 .2 8? ??3 1 1 1s i n 2 0 . 1 5 4 0 . 3 4 6 0 . 4 4 5d?? ? ? ?32 6 .4 0? ??2）對(duì)于簡(jiǎn)單正方晶系，最初的三條線(xiàn)應(yīng)該來(lái)自于（ 100），（ 010）、（ 001）、（ 110）、（ 101）、（ 011）晶面。 XPS 表面分析 （＜ 10ｎｍ） 深度分析 定性分析 定量分析 元素成分分析 元素化學(xué)態(tài)分析 損傷深度分析 非損傷深度分析 C 2 H 5 SOSOC 2 H 5C 2 H 5 S SOOC 2 H 5大蒜素的結(jié)構(gòu)為 ① 還是② 已知大蒜素的 X光電子能譜 S2p有兩組峰，間隔 ，試推斷上述結(jié)構(gòu)式中，哪一個(gè)為合理的結(jié)構(gòu)式，并分析這兩個(gè) S2p峰各對(duì)應(yīng)哪一個(gè) S原子 (見(jiàn)圖 )。 此外 ， 當(dāng)樣品的磁性很強(qiáng)時(shí) ， 還有可能使分析器頭及樣品架磁化的危險(xiǎn) 。 最后再用乙醇清洗掉有機(jī)溶劑 ， 為了保證樣品表面不被氧化 ， 一般采用自然干燥 。在普通的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中 ， 一般采用膠帶法制樣 。 2） 把粉體樣品壓成薄片 ， 然后再固定在樣品臺(tái)上 。 對(duì)于體積較大的樣品則必須通過(guò)適當(dāng)方法制備成合適大小的樣品 。 荷電效應(yīng)示意圖 e h? 克服荷電效應(yīng)的方法 把樣品制成盡可能薄的薄片 把非導(dǎo)電樣品與導(dǎo)電樣品緊密混合 在樣品表面蒸鍍極薄的導(dǎo)電層 在樣品室安裝低能電子中和槍 校正荷電效應(yīng)的方法 利用污染碳 C1s結(jié)合能做內(nèi)標(biāo)（ BEC1s=） 在樣品表面蒸鍍 Au或 Pt等元素（ BEAu4f7/2=,BEPt4f7/2=) 將樣品壓入 In片 將 Ar離子注入到樣品表面 樣品的制備技術(shù) X射線(xiàn)能譜儀對(duì)分析的樣品 ， 在通常情況下只能對(duì)固體樣品進(jìn)行分析 。 在結(jié)合能的標(biāo)尺上 ， 切換兩個(gè)射線(xiàn)源 ， XPS峰保持不變 ， 但 XAES峰將移動(dòng) 233eV。 ?俄歇電子峰的能量也能 反映化學(xué)位移效應(yīng)。 通過(guò)非輻射躍遷使另一個(gè)電子激發(fā)成自由電子 ,即俄歇電子。 當(dāng)價(jià)層能級(jí)有未成對(duì)電子的原子內(nèi)層光致電離而形成一個(gè)空穴后 ,空穴導(dǎo)致的內(nèi)層未成對(duì)電子同價(jià)層中未成對(duì)電子發(fā)生自旋相互作用 (偶合 ),形成不同終態(tài)離子 ,結(jié)果在譜圖上出現(xiàn)多重分裂峰 . 往往出現(xiàn) 多重分裂峰 過(guò)渡金屬 具有未充滿(mǎn) 的 d軌道 稀土和錒系元素 具有 未充滿(mǎn)的 f軌道 內(nèi)層 S軌道電子的 XPS峰也出現(xiàn)分裂 能級(jí)裂分的間距隨軌道未配對(duì)電子數(shù)增加而增加，而且峰高比為 2:1 5個(gè)未配對(duì)電子 MnF23d 3個(gè)未配對(duì)電子 CrF33d 0個(gè)未配對(duì)電子 K4Fe(CN)6 不分裂 MnF2中 Mn的 3s電子的 XPS譜圖 （ 2:1） 由于內(nèi)層 S軌道的多重分裂峰的峰高比也為 2:1，因此必須注意與一些元素 p軌道的軌道 自旋耦合分裂區(qū)別開(kāi)。－－ 一般是半定量分析 靈敏度因子法 對(duì)于表面均勻的樣品，特定譜峰中光電子計(jì)數(shù)為 : —樣品單位體積中所含被測(cè)元素的原子數(shù)（原子數(shù) /cm3） — X射線(xiàn)通量（光子數(shù) /cm2?秒） —測(cè)定的原子軌道光電離截面（ cm2） —和入射光子與檢測(cè)光電子之間夾角有關(guān)的效率因子 —光電離過(guò)程中產(chǎn)生所測(cè)定光電子能量的光電子數(shù)效率（光電子數(shù) /光子） —樣品中光電子平均自由程（ ?） —采樣面積（ cm2） —檢測(cè)從樣品中發(fā)射的光電子的效率 I n f y A T? ? ??nf??y?AT —元素靈敏度因子， 也叫原子靈敏度因子 IInf y A T S?? ???S各元素的相對(duì)含量 進(jìn)一步可得 i樣品所含的某種元素 x待測(cè)元素 CxX元素在樣品中所占的原子分?jǐn)?shù) 1 1 12 2 2//n I Sn I S?//x x xxi i iiin I SCn I S????影響定量分析的因素很多 ,如 :樣品表面組分不均勻 ,表面污染 ,化學(xué)狀態(tài)不同對(duì)光電離截面的影響等 ,所以誤差一般較大 。 定量分析 在表面分析研究中我們不僅需要定性地確定試樣的元素種類(lèi)及其化學(xué)狀態(tài) ， 而且希望能測(cè)得它們的含量 。特別是當(dāng)樣品中含量少的元素的主峰與含量多的另一元素非主峰相重疊時(shí)，雙峰結(jié)構(gòu)是識(shí)別元素的重要依據(jù)。 在能譜圖中出現(xiàn)特征譜線(xiàn) .我們可以根據(jù)這些譜峰的位置 （結(jié)合能） 來(lái)鑒定元素的種類(lèi) 。 化學(xué)態(tài)的分析主要依賴(lài)譜線(xiàn)能量的精確測(cè)定 。 范圍一般選擇 01200eV。 因此當(dāng)被測(cè)原子的氧化價(jià)態(tài)增加，或與電負(fù)性大的原子結(jié)合時(shí)，都導(dǎo)致其結(jié)合能的增加。 一般的深度分析所給出的深度值均是相對(duì)與某種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的相對(duì)濺射速率 。 ，刻蝕坑底的粗糙度增加，最終界面會(huì)模糊。根據(jù)軟硬段的結(jié)構(gòu)，就說(shuō)明軟段在表面富集。 c o sDd ??θ=75? D=? θ=55? D=? θ=0? D=3? 例 :用變角 X光電子能譜技術(shù)對(duì)非均相高分子材料進(jìn)行非損傷的層結(jié)構(gòu)分析 軟段結(jié)構(gòu) —O—CH2—CH2—CH2—CH2—n 硬段結(jié)構(gòu) —HN—CO—NH— —CH2— —NH—CO—NH—CH2—CH2 —n 由于 N1s,O1s峰在動(dòng)能 1000eV左右，所以當(dāng)射線(xiàn)垂直人射時(shí)， d≈3?≈3 ≈10nm。 當(dāng)相對(duì)于樣品表面法向的電子發(fā)射角接近于 θ =0?時(shí) ， 分析深度就接近極限值 3?。 406 404 402 400 398
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