x射線光電子能譜ppt課件-在線瀏覽
2025-06-19 00:01本頁面
【正文】 因此，對于的 l0能級， XPS都呈現(xiàn)雙峰。 對于一個 d軌道上的電子 5/2和 3/2態(tài)的相對強度為３ :２ (j小的峰結(jié)合能高 ) 雙重態(tài)組分間的裂距： 依賴于自旋軌道耦合的強度 。 406 404 402 400 398 396 394 2500 3000 3500 4000 4500 N1s Intensity / . Binding Energy / eV 1050 1040 1030 1020 1010 26000 28000 30000 32022 34000 36000 Zn2p 3/2 Zn2p 1/2 Intensity / a.u. Binding Energy / eV 30ZnZ ?82 80 78 76 74 72 70 68 66 64 62 6000 8000 10000 12022 14000 16000 intensity / cps Binding Energy / eV Pt4f 7/2 Pt4f 5/2 78PtZ ?電子逃逸深度 電子逃逸深度 ?： 逸出電子的非彈性散射平均自由程； ?：金屬 ~2nm；氧化物 ~4nm ；有機和高分子4~10nm ； 通常：取樣深度 d = 3? ；表面無損分析技術(shù)； 由 Lambert指數(shù)衰減定律 Id厚度為 d的信號強度 (能量無損 ) I0厚層為 0的信號強度 當(dāng) d=3?時， Id= ?與 成正比， (電子動能在 1002022eV)。 我們在角分辨測量中可以用這一特性來獲得組分深度分析 。 當(dāng)相對于樣品表面法向的電子發(fā)射角接近于 θ =0?時 ， 分析深度就接近極限值 3?。 這種方法在檢測物體表面 110nm內(nèi)的組分變化方面非常有用 。 c o sDd ??θ=75? D=? θ=55? D=? θ=0? D=3? 例 :用變角 X光電子能譜技術(shù)對非均相高分子材料進(jìn)行非損傷的層結(jié)構(gòu)分析 軟段結(jié)構(gòu) —O—CH2—CH2—CH2—CH2—n 硬段結(jié)構(gòu) —HN—CO—NH— —CH2— —NH—CO—NH—CH2—CH2 —n 由于 N1s,O1s峰在動能 1000eV左右，所以當(dāng)射線垂直人射時， d≈3?≈3 ≈10nm。 KE取樣深度從 10nm降低到 ，樣品的 O : N原子比增加了約 3倍。根據(jù)軟硬段的結(jié)構(gòu)，就說明軟段在表面富集。 濺射的本身并不是一個簡單的過程，可能會出現(xiàn)： 。 ，刻蝕坑底的粗糙度增加，最終界面會模糊。 為了減少離子束的坑邊效應(yīng) ，應(yīng)增加離子束的直徑 。 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 。 三氟乙酸乙酯 電負(fù)性： FOCH 4個碳元素所處化學(xué)環(huán)境不同； 化學(xué)位移現(xiàn)象的解釋 : 內(nèi)層電子一方面受到原子核的庫侖作用而具有一定的結(jié)合能，另一方面又受到外層電子的屏蔽作用。 因此當(dāng)被測原子的氧化價態(tài)增加，或與電負(fù)性大的原子結(jié)合時，都導(dǎo)致其結(jié)合能的增加。 化學(xué)位移的影響因素 定性分析 對所研究的樣品的表面化學(xué)分析的第一步是識別所含元素 。 范圍一般選擇 01200eV。 對于同一個能級 ， 不同元素具有不同的電子結(jié)合能 ， 根據(jù)光電子譜峰的位置 ， 就能鑒定樣品中某種元素的存在 。 化學(xué)態(tài)的分析主要依賴譜線能量的精確測定 。 除惰性氣體元素與少數(shù)位移較小的元素外，大部分元素的單質(zhì)態(tài)、氧化態(tài)與還原態(tài)之間都有明顯的化學(xué)位移，如 C1s：TiC()，石墨 ()，CO2()。 在能譜圖中出現(xiàn)特征譜線 .我們可以根據(jù)這些譜峰的位置 （結(jié)合能） 來鑒定元素的種類 。 ? 定性分析時，必須注意識別伴峰和雜質(zhì)、污染峰 (如樣品被 CO水分和塵埃等沾污，譜圖中出現(xiàn) C、 O、Si等的特征峰 )。特別是當(dāng)樣品中含量少的元素的主峰與含量多的另一元素非主峰相重疊時，雙峰結(jié)構(gòu)是識別元素的重要依據(jù)。測定譜線強度便可進(jìn)行 定量分析 。 定量分析 在表面分析研究中我們不僅需要定性地確定試樣的元素種類及其化學(xué)狀態(tài) ， 而且希望能測得它們的含量 。 XPS定量分析的關(guān)鍵是要把所觀測到的信號強度轉(zhuǎn)變成元素的含量 ， 即將譜峰面積轉(zhuǎn)變成相應(yīng)元素的含量 。－－ 一般是半定量分析 靈敏度因子法 對于表面均勻的樣品，特定譜峰中光電子計數(shù)為 : —樣品單位體積中所含被測元素的原子數(shù)（原子數(shù) /cm3） — X射線通量（光子數(shù) /cm2?秒） —測定的原子軌道光電離截面（ cm2） —和入射光子與檢測光電子之間夾角有關(guān)的效率因子 —光電離過程中產(chǎn)生所測定光電子能量的光電子數(shù)效率（光電子數(shù) /光子） —樣品中光電子平均自由程（ ?） —采樣面積（ cm2） —檢測從樣品中發(fā)射的光電子的效率 I n f y A T? ? ??nf??y?AT —元素靈敏度因子， 也叫原子靈敏度因子 IInf y A T S?? ???S各元素的相對含量 進(jìn)一步可得 i樣品所含的某種元素 x待測元素 CxX元素在樣品中所占的原子分?jǐn)?shù) 1 1 12 2 2//n I Sn I S?//x x xxi i iiin I SCn I S????影響定量分析的因素很多 ,如 :樣品表面組分不均勻 ,表面污染 ,化學(xué)狀態(tài)不同對光電離截面的影響等 ,所以誤差一般較大 。 920 910 900 890 880 20220 25000 30000 35000 40000 45000 50000 Ce3dCe 4+ Intensity / eV
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