x射線光電子能譜(xps)-在線瀏覽
2025-02-06 05:52本頁面
【正文】 o C CF carbonyl C=O （ 3） .結(jié)合能與電負(fù)性 ? 通常認(rèn)為 初態(tài)效應(yīng)是造成化學(xué)位移的原因 ， 所以隨著元素形式氧化態(tài)的增加從元素中出射的光電子的 EB亦會(huì)增加 。 （ 4） .結(jié)合能與元素價(jià)態(tài) 單質(zhì) Al0 2p Al3+ 2p（ Al2O3） 結(jié)合能 Eb eV （ 4） .結(jié)合能與元素價(jià)態(tài) 對(duì)內(nèi)層電子結(jié)合能影響的規(guī)律： ? 氧化作用使內(nèi)層電子結(jié)合能上升氧化中失電子愈多上升幅度愈大； ? 還原作用使內(nèi)層電子結(jié)合能下降還原中得電子愈多下降幅度愈大； ? 對(duì)于給定價(jià)殼層結(jié)構(gòu)的原子所有內(nèi)層電子結(jié)合能的位移幾乎相同 。 ? 弛豫 便是一種終態(tài)效應(yīng) ， 事實(shí)上電離過程中除了弛豫現(xiàn)象外 ， 還會(huì)出現(xiàn)諸如 多重分裂電子的震激 (Shake up)和震離 (Shake off)等激發(fā)狀態(tài) 。 它們?cè)?XPS譜圖上表現(xiàn)為除正常光電子主峰外還會(huì)出現(xiàn)若干伴峰使得譜圖變得復(fù)雜 。 ? 弛豫能越大相應(yīng)引起的衛(wèi)星伴峰也就應(yīng)更強(qiáng)更多 。 那么光致電離所形成的內(nèi)殼層空位 ， 便將同價(jià)軌道未配對(duì)自旋電子發(fā)生耦合 ，使體系出現(xiàn)不只一個(gè)終態(tài) 。 ? 如稀土金屬 (4f軌道上有未成對(duì)電子存在 )的 4s能級(jí)表現(xiàn)有強(qiáng)的分裂 。 ? 因此利用 s能級(jí)的多重分裂現(xiàn)象可以研究分子中未成對(duì)電子的存在情況 。 ? 如果 價(jià)殼層電子躍遷到非束縛的連續(xù)狀態(tài)成了自由電子 ， 則稱此過程為電子的震離 (Shake off)。 3p 3s 2p 3p 3s h? h? 正常光電離 震離 3d h? h? 正常光電離 震激 3d 2p (3). 多電子激發(fā) 震離和震激示意圖 ? 震激還是震離均消耗能量這將使最初形成的 光電子動(dòng)能下降 。 Cu (II) Shakeup Peaks A feature for the identification of Cu (II) Final State Effects Shakeup/ Shakeoff Ni Metal Ni Oxide Eb ?hv Ek ? 結(jié)合能 Eb的參考基準(zhǔn) ? 對(duì)孤立原子或分子 ， Eb就是把電子從所在軌道到真空需的能量 ， 是以真空能級(jí)為能量零點(diǎn)的 。 Binding Energy Referencing Eb= hv EK Фspec Ech Where: Eb= Electron Binding Energy EK = Electron Kiic Energy Ф spec= Spectrometer Work Function Ech= Surface Charge Energy Ech can be determined by electrically calibrating the instrument to a spectral feature. C1s at eV Au4f7/2 at eV 三、 XPS譜的一般特性（ General Feature） 光電發(fā)射過程的三步模型： (I). 吸收和電離初態(tài)效應(yīng)； (II). 原子響應(yīng)和光電子產(chǎn)生終態(tài)效應(yīng)； (III). 電子向表面輸運(yùn)并逸出外稟損失。 金屬中的峰不對(duì)稱性是由金屬 EF附近小能量電子 空穴激發(fā)引起，即價(jià)帶電子向?qū)凑紦?jù)態(tài)躍遷不對(duì)稱度正比于費(fèi)米能級(jí)附近的電子態(tài)密度。 ? 它可提供的信息有樣品的組分 、 化學(xué)態(tài) 、 表面吸附表面態(tài) 、 表面價(jià)電子結(jié)構(gòu) 、 原子和分子的化學(xué)結(jié)構(gòu) 、 化學(xué)鍵合情況等 。 元素定性的主要依據(jù)是組成元素的光電子線和俄歇線的特征能量值具唯一性 。 在作 XPS分析時(shí) ， 全譜能量掃描范圍一般取 0～1200eV， 因?yàn)閹缀跛性氐淖顝?qiáng)峰都在這一范圍之內(nèi) 。 Fe3O4樣品的 XPS窄譜 2. 化學(xué)態(tài)分析 : 依據(jù)： 化學(xué)位移和各種終態(tài)效應(yīng)以及價(jià)電子能帶結(jié)構(gòu)等。 i. 光電子譜線化學(xué)位移 (Photoelectron line chemical shifts and separations). ? 一定元素的芯電子結(jié)合能會(huì)隨原子的化學(xué)態(tài) (氧化態(tài)晶格位和分子環(huán)境等 )發(fā)生變化 (典型值可達(dá)幾個(gè) eV)—即化學(xué)位移 。 ? 通過光電子線的化學(xué)位移可進(jìn)行表面物理 、 化學(xué)吸附 、 金屬氧化膜 、 聚合物表面改性 、 電極過程和產(chǎn)物摩擦學(xué) 、 催化劑與催化動(dòng)力學(xué)方面的各種化學(xué)狀態(tài)與結(jié)構(gòu)分析 。 ? 對(duì)于 光電子線化學(xué)位移不明顯的元素 ， 如過渡元素 、 稀土元素等則
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