x射線光電子譜(xps)x-rayphotoelectr-展示頁(yè)
2025-02-13 03:37本頁(yè)面
【正文】 EB+=bindingworkon: Incidentisemittedof Thexraybyarelevel216。Energy CharacteristicbandEFEVBinding XPS ?? 光電效應(yīng) v光電效應(yīng)?Core隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， XPS也在不斷地完善。XPS ?? 引言能譜 (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)，簡(jiǎn)稱為 “ESCA”，這一稱謂仍在分析領(lǐng)域內(nèi)廣泛使用。 X射線光電子能譜是瑞典 Uppsala大學(xué) 其同事經(jīng)過(guò)近 20年的潛心研究而建立的一種分析方法。它不僅能探測(cè)表面的化學(xué)組成，而且可以確定各元素的化學(xué)狀態(tài)，因此，在化學(xué)、材料科學(xué)及表面科學(xué)中得以廣泛地應(yīng)用。X射線光電子譜 (XPS)Xray Photoelectron SpectroscopyQingYu ZhangState Key Laboratory for Materials Modification by Laser, Ion and Electron BeamsXPS ?? 引言216。 X射線光電子譜是重要的表面分析技術(shù)之一。216。他們發(fā)現(xiàn)了內(nèi)層電子結(jié)合能的位移現(xiàn)象，解決了電子能量分析等技術(shù)問(wèn)題，測(cè)定了元素周期表中各元素軌道結(jié)合能，并成功地應(yīng)用于許多實(shí)際的化學(xué)體系。216。目前，已開發(fā)出的小面積 X射線光電子能譜，大大提高了 XPS的空間分辨能力。levelsh?ValanceEnergyKiicPhotoelectron Coreelectronsejectedtheradiation216。.theelectronsdependentenergy Instrumentfunction ElementenergyXPS ?? 光電效應(yīng)v光電效應(yīng)根據(jù) Einstein的能量關(guān)系式有： h?EBEK其中 ?是內(nèi)層電子的軌道結(jié)合能， EK實(shí)際的 X射線光電子能譜儀中的能量關(guān)系。XPS ?? 光電效應(yīng)v光電效應(yīng)EBV與以 Fermi能級(jí)算起的結(jié)合能 EBF間有 因此有： X射線源是用于產(chǎn)生具有一定能量的 X射線的裝置，在目前的商品儀器中，一般以 Al/Mg雙陽(yáng)極 X射線源最為常見。XPS ?? X射線光電子譜儀vX射線光電子譜儀靶 Al 作為 X射線光電子譜儀的激發(fā)源，希望其強(qiáng)度大、單色性好。 同步輻射源是十分理想的激發(fā)源，具有良好的單色性，且可提供 10 eV~10 keV連續(xù)可調(diào)的偏振光。 在一般的 X射線光電子譜儀中，沒有 X射線單色器，只是用一很薄 (1~2?m)的鋁箔窗將樣品和激發(fā)源分開，以防止 X射線源中的散射電子進(jìn)入樣品室，同時(shí)可濾去相當(dāng)部分的軔致輻射所形成的 X射線本底。 將 X射線用石英晶體的 (1010)面沿 Bragg反射方向衍射后便可使 X射線單色化。216。216。 XPS ?? X射線光電子譜儀vX射線光電子譜儀能 量半峰高寬(eV)Y M? Zr M? Na K? Mg K? Al K? Si K? Ti K?1 4511 Cr K?1 5415 Cu K?1 8048 XPS ?? X射線光電子譜基本原理 vX射線光電子譜基本原理216。 XPS ?? X射線光電子譜基本原理v突然近似 216。突然近似認(rèn)為，電離后的體系同電離前相比，除了某一軌道被打出一個(gè)電子外，其余軌道電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不發(fā)生變化而處于某一種 “凍結(jié)狀態(tài) ”。按照這個(gè)假設(shè)前提， Koopmans認(rèn)為軌道電子的結(jié)合能在數(shù)值上等于中性體系該軌道自洽單電子波函數(shù)的本征值的負(fù)值，即 其中：表示用自洽場(chǎng)方法求得的 ESCF(n, l, j)軌道電子能量的本征值， n, l, j為軌道的三個(gè)量子數(shù)。 XPS ?? X射線光電子譜基本原理v突然近似 216。216。 216。216。這時(shí)軌道電子結(jié)構(gòu)將作出調(diào)整，電子軌道半徑會(huì)出現(xiàn)收縮或膨漲，這一過(guò)程叫 “電子弛豫 ”。XPS ?? X射線光電子譜基本原理v絕熱近似 弛豫的結(jié)果使離子回到基態(tài)，釋放出弛豫能Erelax。因此有其中： EBad XPS ?? X射線光電子譜基本原理v絕熱近似 HartreeFock自洽場(chǎng)方法忽略了相對(duì)論效應(yīng)和電子相關(guān)作用。 XPS ?? X射線光電子譜基本原理v絕熱近似 子 1s 2s 3p 3s 3p 3d 4sHeLiBeBCNOFNeNa 原 XPS ?? X射線光電子譜基本原理v絕熱近似 計(jì) 算 方 法 EB(eV)1sSCF理論方法考慮相對(duì)論校正及相關(guān)作用校正實(shí)驗(yàn)測(cè)量值不同方法求得的 Ne1s和 Ne2s軌道結(jié)合能對(duì)比 216。216。在 XPS中稱這一基準(zhǔn)為 “真空能級(jí) ”，它同理論計(jì)算的參照基準(zhǔn)是一致的。XPS ?? X射線光電子譜基本原理v結(jié)合能參照基準(zhǔn) 對(duì)于氣態(tài) XPS，測(cè)定的結(jié)合能與計(jì)算的結(jié)合能是一致，因此，可以直接比較對(duì)于導(dǎo)電固體樣品，測(cè)定的結(jié)合能則是以 Fermi能級(jí)為基準(zhǔn)的，因此，同計(jì)算結(jié)果對(duì)比時(shí)，應(yīng)用公式進(jìn)行換算。對(duì)于非導(dǎo)電樣品，參考能級(jí)的確定是比困難的。XPS ?? X射線光電子譜儀的能量校準(zhǔn) vX射線光電子譜儀的能量校準(zhǔn)
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