【正文】 （ 1－ 5） % 真空度要求/pa 對(duì)樣品的損傷 對(duì)非導(dǎo)體損傷大，一般情況下無(wú)損傷 損傷嚴(yán)重，屬消耗必分析，但可進(jìn)行剝層 損傷少 無(wú)損傷 破壞性 定點(diǎn)分析時(shí)間 /s 100 100 檢測(cè)粒子 電子 離子 電子 光電子 二次離子 一次束 電子 離子 電子 X射線(xiàn) 離子 。主要缺點(diǎn)是橫向分辨差。因?yàn)榍皟煞N都用帶電粒子束，電荷積累量大得多。 XPS是最無(wú)損的。 SIMS是破壞性分析。 AES的化學(xué)信息既難用常規(guī)方法獲得，也難解釋。 ? 5) 、 XPS的主要優(yōu)點(diǎn)之一是能夠確定化學(xué)態(tài)。 ? 4)、三種方法的深度剖析能力相似。 AES和XP5可應(yīng)用靈敏度因子直接從峰高得到半定量信息。所以，除特殊應(yīng)用外，三種方法的元素探測(cè)范圍相近。若參照峰的位移已知，則可調(diào)整電子槍的電流使得剛好將此峰移回原位。在某些情況下，例如導(dǎo)電襯底上有一些絕緣體小區(qū)，還可產(chǎn)生部分的帶電。電荷引起的譜線(xiàn)位移約為 25 eV，比 AES分析時(shí)高達(dá)幾百電子伏特的位移小得多。利用作深度剖析用的 Ar離子濺射來(lái)清潔表面最方便，但必須注意到濺射所引起的表面化學(xué)態(tài)變化。某些樣品需要特殊的準(zhǔn)備，例如 :分析之前一般需要去除揮發(fā)性物質(zhì)，可在另外的真空系統(tǒng)內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間抽氣，或者用己烷或其他溶劑清洗。 ? 3 分析技術(shù)的問(wèn)題 ? A、樣品的制備和裝置 ? 多數(shù) XPS應(yīng)用對(duì)樣品的制備和裝置的要求并不嚴(yán)格，往往可簡(jiǎn)單地用機(jī)械方法固定在樣品座上。 ? 。有兩種方法 :根據(jù)基本的物理原理 ? 的方法和比較經(jīng)驗(yàn)性的方法，后者即用參考材料作標(biāo)樣或采用靈敏度因子。 9 等離子激元能量損失線(xiàn) ? 光電子在出射途中與固體表面的電子相互作用，會(huì)發(fā)生等離子激元損失，即光電子通過(guò)時(shí)激發(fā)固體內(nèi)的電子集體振蕩，稱(chēng)之為體內(nèi)的等離子激元能量損失。還可能來(lái)自陽(yáng)極底座材料的 Cu或箔窗 材料產(chǎn)生的 X光子。 bCuzO 8 鬼線(xiàn) 由外來(lái)物質(zhì)的 X輻射所引起的 XPS譜上的小峰。這個(gè)躍遷使被發(fā)射出去的光電子損失一個(gè)量子化的能量，并將在主峰的高束縛能一側(cè)距離幾個(gè)電子伏特處出現(xiàn)一些分立的伴線(xiàn)。引入一個(gè)參量 α,稱(chēng)之為俄歇參量，其定義是 ? 其中 Ek(A)為俄歇電子的動(dòng)能， Ek (P)為 X射線(xiàn)光電子的動(dòng)能。然而，因?yàn)镸g Kα和 A1 Kα X射線(xiàn)也會(huì)激發(fā)許多內(nèi)層電子的俄歇線(xiàn)，而且其化學(xué)位移比光電子譜更大，所以把光電子和俄歇線(xiàn)兩者的化學(xué)位移結(jié)合起來(lái)分析就比較方便。這一排過(guò)渡金屬的 3s雙線(xiàn)的距離依賴(lài)于其化學(xué)環(huán)境，因此多重劈裂有時(shí)可用來(lái)鑒別化合物。然而，在 Fe 2p3/2譜峰中劈裂的各次峰的能量太靠近，因而不能分開(kāi)。當(dāng)自旋未配對(duì)的電子具有同樣的主量子數(shù) n時(shí)，這種多重劈裂往往最為明顯。這種情況主要發(fā)生在過(guò)渡族和稀土金屬，因?yàn)樗鼈兙哂形刺顫M(mǎn)的 d層和 f層。引起化學(xué)位移的因素有 :不同的氧化態(tài)，形成化合物，不同的近鄰數(shù)或原子占據(jù)不同的點(diǎn)陣位置，不同的晶體結(jié)構(gòu)等等。 XPS譜 ? 1 典型譜 2 原子能級(jí)及自旋一軌道劈裂 3 化學(xué)位移 ? XPS的一個(gè)重要功能是能夠區(qū)別處在不同環(huán)境的同一元素。通常有金內(nèi)標(biāo)法和碳內(nèi)標(biāo)法； ? 最常用的方法是用真空系統(tǒng)中最常見(jiàn)的有機(jī)污染碳的 C 1s的結(jié)合能為 eV，進(jìn)行校準(zhǔn)。如何控制電子流密度合適，不產(chǎn)生過(guò)中和現(xiàn)象。 荷電的消除 ? 樣品荷電問(wèn)題非常復(fù)雜，一般難以用某一種方法徹底消除。 樣品的荷電及消除 荷電的產(chǎn)生 ? 對(duì)于絕緣體樣品或?qū)щ娦阅懿缓玫臉悠?，?jīng) X射線(xiàn)輻照后，其表面會(huì)產(chǎn)生一定的電荷積累，主要是荷正電荷。 ? 此外，離子束的濺射速率不僅與離子束的能量和束流密度有關(guān)，還與濺射材料的性質(zhì)有關(guān)。 ? 在 XPS分析中，離子束的濺射還原作用可以改變?cè)氐拇嬖跔顟B(tài)，許多氧化物可以被還原成較低價(jià)態(tài)的氧化物，如 Ti, Mo, Ta等。 ? 為了減少離子束的坑邊效應(yīng)，應(yīng)增加離子束的直徑。掃描離子束的束斑直徑一般在 1～10mm范圍，濺射速率范圍為 ～ 50 nm/min。利用離子束可定量地剝離一定厚度的表面層，然后再用 XPS分析表面成分，這樣就可以獲得元素成分沿深度方向的分布圖。 離子束濺射技術(shù) ? 在 X射線(xiàn)光電子能譜分析中，為了清潔被污染的固體表面，常常利用離子槍發(fā)出的離子束對(duì)樣品表面進(jìn)行濺射剝離，清潔表面。 ? 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)，因此，絕對(duì)禁止帶有磁性的樣品進(jìn)入分析室。 帶有磁性的材料 ? 由于光電子帶有負(fù)電荷，在微弱的磁場(chǎng)作用下，也可以發(fā)生偏轉(zhuǎn)。最后再用乙醇清洗掉有機(jī)溶劑， ? 對(duì)于無(wú)機(jī)污染物，可以采用表面打磨以及離子束濺射的方法來(lái)清潔樣品。 ? 在處理樣品時(shí)，應(yīng)該保證樣品中的成份不發(fā)生、化學(xué)變化。 揮發(fā)性材料 ? 對(duì)于含有揮發(fā)性物質(zhì)的樣品，在樣品進(jìn)入真空系統(tǒng)前必須清除掉揮發(fā)性物質(zhì)。 ? 后者的優(yōu)點(diǎn)是可在真空中對(duì)樣品進(jìn)行處理，如原位和反應(yīng)等，其信號(hào)強(qiáng)度也要比膠帶法高得多。 ? 前者的優(yōu)點(diǎn)是制樣方便，樣品用量少，預(yù)抽到高真空的時(shí)間較短，缺點(diǎn)是可能會(huì)引進(jìn)膠帶的成分。 ? 但在制備過(guò)程中，必須考慮到處理過(guò)程可能會(huì)對(duì)表面成分和狀態(tài)的影響。 ? 對(duì)于塊體樣品和薄膜樣品，其長(zhǎng)寬最好小于10mm, 高度小于 5 mm。 ? 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中樣品必須通過(guò)傳遞桿，穿過(guò)超高真空隔離閥，送進(jìn)樣品分析室。 ? 由于涉及到樣品在超高真空中的傳遞和分析，待分析的樣品一般都需要經(jīng)過(guò)一定的預(yù)處理。 ? 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。 ? 離子束的濺射還原作用可以改變?cè)氐拇嬖跔顟B(tài)，許多氧化物可以被還原成較低價(jià)態(tài)的氧化物，如 Ti, Mo, Ta等 濺射因素： ? 離子束的濺射速率不僅與離子束的能量和束流密度有關(guān)；還與濺射材料的性質(zhì)有關(guān)。 ? 為了減少離子束的坑邊效應(yīng)，應(yīng)增加離子束的直徑。掃描離子束的束斑直徑一般在 1～ 10mm范圍，濺射速率范圍為