xps儀器及基礎(chǔ)分析講義-展示頁
2025-05-26 22:44本頁面
【正文】 面處理在許多領(lǐng)域中 (比如果合材料的粘接、風(fēng)燭、染色、印花等方面 )都非常重要。從聚合物表面獲得信息的其它通用方法‘如衰減全反射 (ATR)紅外譜 (紅外探測光的穿透深度在微米量級 )，其表面靈敏度是無法與之相比的。離子散射和離子濺射法破壞性更大，而且不能直接提供化學(xué)信息。 ?能夠從塑料和有機(jī)物表面獲得詳細(xì)的化學(xué)信息是化學(xué)分析光電子能譜法的突出特點(diǎn)。當(dāng)實(shí)在要求深度分布信息時(shí)，可以使用帶有濺射裝置的化學(xué)分析光電子能譜。 ?如果需要深度分布信息，那么最好是方法本身就具有深度分析能力。這就意味著化學(xué)分析光電子能譜不像離子散射和濺射那樣具有深度分析能力。 ? 化學(xué)分析光電子能譜得到的信號源于樣品表面本身。 ?因此對大多數(shù)樣品來說，可以先在光電子能譜儀中觀測，然后存放起來或用來進(jìn)行其它分析檢驗(yàn)。 ?現(xiàn)就這些問題討論如下，重點(diǎn)是比較化學(xué)分析光電子能譜法同其它方法的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。 ?現(xiàn)在許多商品儀器都具有上述功能，但是在光源、能量分析器和探測器的設(shè)計(jì)方面采取的方式不同。 儀器組成 ?圖 14畫出了 X射線光電子能譜儀的基本組成部分。 儀器組成 ?一臺(tái) X射線光電子能譜儀 (簡稱 XPS能譜儀 )由下列幾部分組成：真空室及與其相聯(lián)的抽氣系統(tǒng)；樣品引進(jìn)和操作系統(tǒng)； X射線源；電子能量分析器及與其相聯(lián)的輸入 (或傳輸 )電子光學(xué)透鏡系統(tǒng)；電子檢測系統(tǒng)及基于 PC機(jī)或工作站的服務(wù)性數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。由于只有表面處的光電子才能從固體中逸出，因而測得的電子結(jié)合能必然反應(yīng)了表面化學(xué)成份的情況。 ? 如果 X射線光子的能量為 hν，電子在該能級上的結(jié)合能為 Eb，射出固體后的動(dòng)能為 Ec，則它們之間的關(guān)系為： hν=Eb+Ec+Ws ? 式中 Ws為功函數(shù)，它表示固體中的束縛電子除克服個(gè)別原子核對它的吸引外，還必須克服整個(gè)晶體對它的吸引才能逸出樣品表面，即電子逸出表面所做的功。 ?此外， 化學(xué)位移效應(yīng) 也是 XPS法不同于其它方法的另一特點(diǎn)，即采用直觀的化學(xué)認(rèn)識(shí)即可解釋 XPS中的化學(xué)位移，相比之下，在AES中解釋起來就困難的多。當(dāng)用電子束激發(fā)時(shí)，如用 AES法，必須使用超高真空，以防止樣品上形成碳的沉積物而掩蓋被測表面。目前 XPS和 ESCA已公認(rèn)為是同義詞而不再加以區(qū)別。雖然用 X射線照射固體材料并測量由此引起的電子動(dòng)能的分布早在本世紀(jì)初就有報(bào)道，但當(dāng)時(shí)可達(dá)到的分辨率還不足以觀測到光電子能譜上的實(shí)際光峰。因此， XPS是目前表面分析中使用最廣的譜儀之一。在后一種用途時(shí)，一般又稱為“化學(xué)分析光電子能譜”（ El
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