x射線光電子能譜分析案例-展示頁
2025-05-16 18:15本頁面
【正文】 Xray Photoelectron Spectroscopy 表面分析技術 (Surface Analysis)是對材料外層 (the OuterMost Layers of Materials (100nm))的研究的技術 Xray Beam Xray peration depth ~1mm. Electrons can be excited in this entire volume. Xray excitation area ~1x1 cm2. Electrons are emitted from this entire area Electrons are extracted only from a narrow solid angle. 1 mm2 10 nm 主 要 內 容 ? XPS的基本原理 ?光電子能譜儀實驗技術 ? X射線光電子能譜的應用 XPS的基本原理 XPS是由瑞典 Uppsala大學的 K. Siegbahn及其同事歷經近 20年的潛心研究于 60年代中期研制開發(fā)出的一種新型表面分析儀器和方法。鑒于K. Siegbahn教授對發(fā)展 XPS領域做出的重大貢獻，他被授予 1981年諾貝爾物理學獎 。ntgen， l8451923）于 1895年發(fā)現(xiàn)的，他由此獲得了 1901年首屆諾貝爾物理學獎。 ? 這種能譜最初是被用來進行化學分析，因此它還有一個名稱，即化學分析電子能譜（ ESCA，全稱為 Electron Spectroscopy for Chemical Analysis） X射線物理 X射線起源于 軔致輻射 ，可被認為是光電效應的逆過程，既： 電子損失動能 ? 產生光子 (X射線 ) 快電子 原子核 慢 電子 EK1 EK2 h? 光子 12KKE E h???因為原子的質量至少是電子質量的 2022 倍，我們可以把反沖原子的能量忽略不計。 處于激發(fā)態(tài)的離子發(fā)射出的光電子－－入射光子能量中性原子???????? ???????**AehvAeAAhvX射線激發(fā)光電子的原理 XPS的基本原理 電子能譜法：光致電離； A + h?? A+* + e h? 紫外 (真空 )光電子能譜 h? X射線光電子能譜 h? Auger電子能譜 單色 X射線也可激發(fā)多種核內電子或不同能級上的電子 ，產生由一系列峰組成的電子能譜圖 ， 每個峰對應于一個原子能級 （ s、 p、 d、 f） ； XPS的基本原理 XPS的基本原理 光子的一部分能量用來克服軌道電子結合能 ( EB)，余下的能量便成為發(fā)射光電子 (e ) 所具有的動能 ( EK)，這就是光電效應。 XPS的基本原理 費米（ Fermi）能級 ：能帶中充滿電子的最高能級； 逸出功 Ws：固體樣品中電子由費米能級躍遷到自由電 子能級所需要的能量。這種電子結 構的重新調整，稱為電子弛豫。 例如 :3d5/2 ? 第一個數(shù)字 3代表主量子數(shù) (n) , ? 小寫字母代表角量子數(shù) 。 XPS的基本原理 化學位移 1. 定義 由于化合物結構的變化和元素氧化狀態(tài)的變化引起譜峰有規(guī)律的位移稱為化學位移 2. 化學位移現(xiàn)象起因及規(guī)律 （ 1）原因 內層電子一方面 受到原子核強烈的庫侖作用而具有一定的結合能 ，另一方面又 受到外層電子
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