【正文】 為了降低離子束的擇優(yōu)濺射效應(yīng)及基底效應(yīng)，應(yīng)提高濺射速率和降低每次濺射的時間。 ? 離子束能量低，濺射速率慢，其它效應(yīng)大；離子束能量過高，注入效應(yīng)大，樣品損傷大，但濺射速率可能降低；一般 310KeV適合濺射。 小面積 XPS ? 目前發(fā)展趨勢 ? 可以分析小范圍的樣品，適合微區(qū)分析和選點分析，線掃描分析； ? 具有較高的空間分辨率（ 1mm－ 25微米） ? 荷電問題較小，可以測定絕緣體材料； ? 對樣品的損傷??； 成像 XPS ? 給出的是元素分布像 ? 可給出元素化學(xué)成份像 ? 可進行顯微分析 ? 25微米－ 10微米 35微米空間分辨率以及 2eV的能量分辨率 空間分辨率 150微米，不能獲得能譜 空間分辨率， 10微米 X射線強度高 能獲得能譜，能量分辨率不變 樣品的制備 ? X射線光電子能譜儀對待分析的樣品有特殊的要求，在通常情況下只能對固體樣品進行分析。 ? 主要包括樣品的大小，粉體樣品的處理 , 揮發(fā)性樣品的處理，表面污染樣品及帶有微弱磁性的樣品的處理。因此，樣品的尺寸必須符合一定的大小規(guī)范。 ? 對于體積較大的樣品則必須通過適當(dāng)方法制備成合適大小的樣品。 樣品的大小 粉體樣品 ? 粉體樣品有兩種制樣方法，一種是用雙面膠帶直接把粉體固定在樣品臺上，另一種是把粉體樣品壓成薄片，然后再固定在樣品臺上。在普通的實驗過程中，一般采用膠帶法制樣。缺點是樣品用量太大，抽到超高真空的時間太長。 ? 一般可以通過對樣品加熱或用溶劑清洗等方法。 污染樣品 ? 對于表面有油等有機物污染的樣品，在進入真空系統(tǒng)前必須用油溶性溶劑如環(huán)己烷，丙酮等清洗掉樣品表面的油污。 ? 為了保證樣品表面不被氧化，一般采用自然干燥。當(dāng)樣品具有磁性時，由樣品表面出射的光電子就會在磁場的作用下偏離接收角，最后不能到達分析器，因此，得不到正確的 XPS譜。 ? 一般對于具有弱磁性的樣品，可以通過退磁的方法去掉樣品的微弱磁性，然后就可以象正常樣品一樣分析。 ? 然而，離子束更重要的應(yīng)用則是樣品表面組分的深度分析。 ? 作為深度分析的離子槍，一般采用 ～ 5 KeV的Ar離子源。 離子束濺射技術(shù) ? 為了提高深度分辯率，一般應(yīng)采用間斷濺射的方式。 ? 為了降低離子束的擇優(yōu)濺射效應(yīng)及基底效應(yīng)，應(yīng)提高濺射速率和降低每次濺射的時間。在研究濺射過的樣品表面元素的化學(xué)價態(tài)時，應(yīng)注意這種濺射還原效應(yīng)的影響。一般的深度分析所給出的深度值均是相對與某種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的相對濺射速率。 ? 樣品表面荷電相當(dāng)于給從表面出射的自由的光電子增加了一定的額外電場 , 使得測得的結(jié)合能比正常的要高。 ? 表面蒸鍍導(dǎo)電物質(zhì)如金，碳等；蒸鍍厚度對結(jié)合能的測定的影響；蒸鍍物質(zhì)與樣品的相互作用的影響； ? 利用低能電子中和槍，輻照大量的低能電子到樣品表面，中和正電荷。 荷電的校準(zhǔn) ? 在實際的 XPS分析中，一般采用內(nèi)標(biāo)法進行校準(zhǔn)。 ? 也可以利用檢測材料中已知狀態(tài)元素的結(jié)合能進行校準(zhǔn)。當(dāng)元素原子被放在不同的環(huán)境時，其芯電子的束縛能發(fā)生改變，在 XPS譜上表現(xiàn)為譜峰相對于其純元素峰的位移，稱為化學(xué)位移。 4 多重劈裂 ? 當(dāng)價電子殼層內(nèi)有一個或多個自旋未配對的電子，而光電離發(fā)生在另一殼層時，會發(fā)生譜峰的多重劈裂。若滿殼層發(fā)生光致電離產(chǎn)生一個空穴，對應(yīng)于無藕合自旋的兩個軌道將發(fā)生禍合，導(dǎo)致能級劈裂。例如， Fe203中的 Fe 3s線劈裂成為雙線，彼此隔開 eV。多重劈裂還會引起譜峰的非對稱性，并使周期表上第一排過渡族金屬的化合物的 2P1/2與 2P3/2之間的距離改變。 ? 5 XPS譜中的俄歇化學(xué)位移 ? AES部分已提及，從俄歇譜也能得到化學(xué)信息，盡管俄歇譜的效應(yīng)不如 XPS那樣容易理解。俄歇化學(xué)位移和光電子化學(xué)位移的差別是由兩者終態(tài)的弛豫能之差所引起的，俄歇躍遷的終態(tài)有兩個電子空穴，而光電子躍遷的終態(tài)只有一個空穴。 ? 6 x射線源產(chǎn)生的伴線 ? 7 “震激 ” (shake up)效應(yīng)的伴線和 “ 震離 ” (shake off)效應(yīng) ? 當(dāng)光電離發(fā)生在芯電子能級時，由于失去了一個屏蔽電子，有效的核電荷突然改變，價電子必須重組，其結(jié)果可能激發(fā)其中的一個電子，跳到更高的空能級上。 兩種化合物中 Cu的 2P1/2和 2P3/2，線的 XPS譜 aCuO。 例如，一般的鬼線是在雙陽極 X射線源情況下由 A1靶 中的 Mg雜質(zhì)，或者反過來，由 Mg靶中的 Al雜質(zhì)所 產(chǎn)生的。這些鬼線的位置很容易計算出來。 分析方法 ? 1 定量分析 ? ? XPS的主要優(yōu)點之一是能夠進行常規(guī)的定量分析。 2 深度剖析 ? XPS采用兩種方法作深度剖析。 ? (Ar或 Xe)轟擊剝蝕樣品表面，并記錄 XPS譜隨深度的變化。當(dāng)需要分析天然表面時，樣品最好保持其原有表面，不要經(jīng)過任何處理。表面的污染也可采用離子濺射或其他剝蝕技術(shù)去除。 ? B、絕緣體樣品帶電問題 ? 絕緣體樣品在 X射線照射下由于發(fā)射的光電子得不到補償，產(chǎn)生靜電荷積累。采用參照元素，如少量的 Au或 Ag(有時用外加的碳 )，則可計算出帶電所引起的電子束縛能位移。最通用的解決辦法是用低能電子槍沖注樣品表面以補償電荷。 應(yīng)用 銅合金表面鈍化層的分析 XPS研究金屬元素的自旋狀態(tài) 四面體 Co(+2)，高自旋， d7， s＝ 1 八面體，反磁性 Co（ IIII），d6 多重裂分研究未成對電子 孤對電子有關(guān) 順磁化合物 多重裂分研究未成對電子 輻照損傷 多重裂分 結(jié)合能與形式電荷的關(guān)系 氧化態(tài)的研究 氧化態(tài)的研究 配體的影響 無機結(jié)構(gòu)測定 研究基團的位置 元素的化學(xué)環(huán)境 XPS研究無機物的價帶結(jié)構(gòu) 有機物和聚合物研究 有機及聚合物分析特點 ? 可能會產(chǎn)生輻照損傷