XPS分析原理資料

X射線光電子譜(XPS)X-rayPhotoelectronSpectroscopy引言X射線光電子譜是重要的

表面分析技術(shù)之一。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。引言X射線光電子能譜是瑞典Uppsala(烏普薩拉）大學(xué)K.Siegbahn（西格巴恩，1924年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。也表示X射線波長(zhǎng)單位，10-15m）及其同事經(jīng)過(guò)近20年的潛心研究而建立的一種分析方法。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。引言?西格巴恩給這種譜儀取名為化學(xué)分析電子能譜

(Electron

Spectroscopy

for

ChemicalAnalysis)，簡(jiǎn)稱(chēng)為“ESCA”，這一稱(chēng)謂仍在分析領(lǐng)域內(nèi)廣泛使用。?隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，XPS也在不斷地完善。目前，已開(kāi)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。XPS理論依據(jù)-光電效應(yīng)KineticEnergyPhotoelectron真空能級(jí)

EV費(fèi)米能級(jí)

EFValance

band絕對(duì)零度下被電子占據(jù)的最高能級(jí)BindingEnergyhCore

levels產(chǎn)生的光電子的動(dòng)能（KE)取決于:發(fā)射電子在原子軌道中的結(jié)合能(BE)，入射光子的能量(h

)，儀器條件（能譜儀功函數(shù)

）。根據(jù)Einstein的能量關(guān)系式有：

h

=

E

+

EKB其中

為光子的頻率，

E

是內(nèi)層電子的軌道結(jié)B合能，

E

是被入射光子所激發(fā)出的光電子的動(dòng)K能。實(shí)際的X射線光電子能譜儀中的能量關(guān)系較復(fù)雜。由真空能級(jí)算起的結(jié)合能：

和

分別是譜儀和樣品的功函數(shù)

。SPS由費(fèi)米能級(jí)算起的結(jié)合能：XPS測(cè)定原理?

用具有特征波長(zhǎng)的軟X射線（常用MgK

1253.6

eV或Al

K

1486.6

eV）照射固體樣品，然后按動(dòng)能收集從樣品發(fā)射出的光電子，給出光電子能譜圖

，通常橫坐標(biāo)為結(jié)合能（也可以是動(dòng)能

，因h

=

E

+

E

），縱坐標(biāo)為相應(yīng)的光BK注：波長(zhǎng)1nm左右的一般稱(chēng)軟X射線。E(eV)=1240/λ(nm)上述X射一般穿透距離大于1μm，在射路途中通光效使固體中的原子射出光子。子在穿越固體向真空射程中，要一系列性和非性碰撞致能失，因此只有表很短距離（20?）的光子才能逃逸出來(lái)，一本決定XPS法適用于表面分析。?

軟X射線能電離出原子的內(nèi)層電子，而些內(nèi)子的能量是高度特征性的，因此XPS法可以行元素分析(可以分析

具

有

內(nèi)

子的所有元素，即、氦除外）。?

由于原子內(nèi)子的能量與原子所的化學(xué)境有關(guān)，使能量生“化學(xué)位移”，因此XPS法可以行元素化學(xué)分析。XPS中的俄歇（Auger）子射?

在光電離過(guò)程中，除了發(fā)射光電子外，還會(huì)通過(guò)馳豫（去激發(fā)）過(guò)程發(fā)射俄歇（Auger）子（由法國(guó)科學(xué)家P.-V.

Auger），而生Auger子峰。由于光子的能與入射光子能量有關(guān)，而Auger子的能與入射光子能量無(wú)關(guān)，因此可以通改入射光子能量可以區(qū)光子峰和Auger子峰。?

Auger子的能等于初始荷離子能量與荷離子能量之差。e-

Auger電子Auger電子發(fā)射過(guò)程he-光電子Auger電子光電子Auger電子發(fā)射過(guò)程LI

ILIhKKLL俄歇電子產(chǎn)生過(guò)程。vX射線光電子譜儀結(jié)構(gòu)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(jiàn)。vXPS激發(fā)光源（要求強(qiáng)度大、單色性好）Mg

靶Al

靶X射線能量(eV)

相

度

能量(eV)

相

度對(duì)強(qiáng)

對(duì)強(qiáng)K1K2K’K3K4K5K6K1253.61253.41258.21262.11263.11271.01274.21302.067.0

1486.6

67.033.0

1486.31.0

1492.39.2

1496.35.1

1498.20.8

1506.50.5

1510.12.0

1557.033.01.07.83.30.420.282.0vXPS激發(fā)光源?

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。X射線的單色性越高，譜儀的能量分辨率也越高。?

除在一般的分析中人們所經(jīng)常使用的Al/Mg雙陽(yáng)極X射線源外，人們?yōu)槟承┨厥獾难芯磕康模€經(jīng)常選用一些其他陽(yáng)極材料作為激發(fā)源。?

半峰高寬是評(píng)定某種X射線單色性好壞的一個(gè)重要指標(biāo)。vXPS激發(fā)光源半峰高寬射

線能

量(eV)YM132.3

0.44Zr

MNa

KMg

KAl

KSi

KTi

K1Cr

K1Cu

K1151.4

0.771041.0

0.41253.6

0.71486.6

0.81739.4

0.84511

1.45415

2.18048

2.5v突然近似?體系受激出射光電子后，原穩(wěn)定的電子結(jié)構(gòu)受到破壞，這時(shí)體系處于何種狀態(tài)、如何求解狀態(tài)波函數(shù)及本征值遇到了很大的理論處理困難。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)”。v絕熱近似?

實(shí)測(cè)的XPS譜是同電離體系的終態(tài)密切相關(guān)的，Koopmans定理所假設(shè)的離子軌道凍結(jié)狀態(tài)是不存在的。?

絕熱近似認(rèn)為，電子從內(nèi)殼層出射，結(jié)果使原來(lái)體系的平衡勢(shì)場(chǎng)破壞，離子處于激發(fā)態(tài)。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”。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E

。因弛豫過(guò)程與光電子發(fā)射同時(shí)進(jìn)relax行，所以加速了光電子的發(fā)射，提高了光電子動(dòng)能。因此有其中：E

Bad表示按絕熱近似求得的結(jié)合能。v絕熱近似?Hartree-Fock自洽場(chǎng)方法忽略了相對(duì)論效應(yīng)和電子相關(guān)作用。如考慮這兩項(xiàng)的影響，準(zhǔn)確的理論計(jì)算公式為其中：E

和E

分別為相對(duì)論效應(yīng)和電子相關(guān)作用對(duì)結(jié)合relatcorr能的校正，一般小于E

relax。不同方法求得的Ne1s和Ne2s軌道結(jié)合能對(duì)比EB(eV)計(jì)

算

方

法1s2sKoopmans定理SCF理論方法981.752.5直接計(jì)算方法SCF理論方法868.6869.4870.8870.249.349.348.348.4考慮相對(duì)論校正考慮相對(duì)論校正及相關(guān)作用校正實(shí)驗(yàn)測(cè)量值樣品制備與安裝1.制備真空除氣除溶劑氬離子刻蝕碾磨粉碎斷裂與刮削2.安裝雙面膠帶粘附壓片實(shí)驗(yàn)方法1.儀器能量校準(zhǔn)用標(biāo)樣校正譜儀的能量標(biāo)尺。常用標(biāo)樣是純度大于99.8%的金、銀和銅。銅的三條譜線幾乎覆蓋常用的0-1000eV標(biāo)尺段（Cu3p=75.14eV,Cu-L

MM=

567.96eV,

Cu-32p3/2=932.67eV，激發(fā)源為Al

Kα)，所以可以提供更快更簡(jiǎn)便的檢驗(yàn)。能量校準(zhǔn)一般每工作幾個(gè)月或半年，就要重新校準(zhǔn)一次。2.掃描錄譜首先寬譜掃描（一般0-1000eV范圍），以確定樣品中存在的元素組分，一般原子百分?jǐn)?shù)在1%以上的元素才能測(cè)出。然后進(jìn)行窄譜掃描（一般小于25eV，其區(qū)域由元素的主要譜線位置確定），測(cè)定元素化學(xué)態(tài)并進(jìn)行定量分析。v結(jié)合能參照基準(zhǔn)?在用XPS測(cè)定內(nèi)層電子結(jié)合能與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較時(shí)，必須有一共同的結(jié)合能參照基準(zhǔn)。?對(duì)于孤立原子，軌道結(jié)合能的定義為把一個(gè)電子從軌道移到核勢(shì)場(chǎng)以外所需的能量，即以“自由電子能級(jí)”為基準(zhǔn)的。在XPS中稱(chēng)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。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。v能量零點(diǎn)?

對(duì)于導(dǎo)電的固體樣品，其結(jié)合能的能量零點(diǎn)是其Fermi能級(jí)。?

在實(shí)際的工作中，是選擇在Fermi能級(jí)附近有很高狀態(tài)密度的純金屬作為標(biāo)樣。?

在高分辨率狀態(tài)下，采集XPS譜，則在EBF=0處將出現(xiàn)一個(gè)急劇向上彎曲的譜峰拐點(diǎn)，這便是譜儀的坐標(biāo)零點(diǎn)。XPS

X射線光電子譜儀的能量校準(zhǔn)v能量零點(diǎn)?

作為結(jié)合能零點(diǎn)校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)試樣，Ni,Pt,

Pd

是比較合適的材料。E

=0BXPS

X射線光電子譜儀的能量校準(zhǔn)v能量坐標(biāo)標(biāo)定?

有了儀器的能量零點(diǎn)后，需要選用一些易于純化的金屬，對(duì)譜儀的能量坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定。?

一般是選擇相距比較遠(yuǎn)的兩條譜線進(jìn)行標(biāo)定，所選譜線的能量位置是經(jīng)過(guò)精確測(cè)定的。?

在兩點(diǎn)定標(biāo)方法中應(yīng)注意選擇適合于譜儀線性響應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)譜線能量范圍，同時(shí)必須對(duì)Fermi能量零點(diǎn)作出嚴(yán)格的校正。v能量坐標(biāo)標(biāo)定Schon1972JohanssonAsami1976Richter1978Bird19801973Cu

3p75.20.184.0Au

4f7/2Ag

3d5/2Cu

2p3/2Cu83.80.2368.20.2932.80.2918.30.2568.35.2Pd84.07368.23932.53918.65567.9684.083.980.02368.210.03932.660.06918.640.04567.970.04Pd368.2932.20.1919.00.1567.60.1Pd932.7918.35568.25PdLMM,EKE

E

refPdB，

F分析儀器AEIES100MaqnelicAEIES200AEIES200AEIES200Bv能量坐標(biāo)標(biāo)定Seah給出的結(jié)合能標(biāo)定值A(chǔ)l

KMg

KCu

3pAu

4f7/2Ag

3d5/275.140.0283.980.0275.130.0284.000.01368.290.01334.950.01932.670.02895.760.02368.270.02567.970.02932.670.021128.790.02Cu

L

MM3Cu

2p3/2Ag

M

NN4XPS

X射線光電子譜儀的能量校準(zhǔn)v荷電效應(yīng)?用XPS測(cè)定絕緣體或半導(dǎo)體時(shí)，由于光電子的連續(xù)發(fā)射而得不到足夠的電子補(bǔ)充，使得樣品表面出現(xiàn)電子“虧損”，這種現(xiàn)象稱(chēng)為“荷電效應(yīng)”。?荷電效應(yīng)將使樣品出現(xiàn)一穩(wěn)定的表面電勢(shì)V

，S它對(duì)光電子逃離有束縛作用。XPS

X射線光電子譜儀的能量校準(zhǔn)v荷電效應(yīng)考慮荷電效應(yīng)有：其中E

=V

e為荷電效應(yīng)引起的能量位移，使得正常SS譜線向低動(dòng)能端偏移，即所測(cè)結(jié)合能值偏高。荷電效應(yīng)還會(huì)使譜鋒展寬、畸變，對(duì)分析結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。XPS

X射線光電子譜儀的能量校準(zhǔn)v荷電效應(yīng)?

荷電效應(yīng)的來(lái)源主要是樣品的導(dǎo)電性能差。?

荷電電勢(shì)的大小同樣品的厚度、X射線源的工作參數(shù)等因素有關(guān)。?

實(shí)際工作中必須采取有效的措施解決荷電效應(yīng)所導(dǎo)致的能量偏差。XPS

X射線光電子譜儀的能量校準(zhǔn)v荷電效應(yīng)-中和法?

制備超薄樣品；?

測(cè)試時(shí)用低能電子束中和試樣表面的電荷，使E

<0.1eV，這種方法一方面需要在設(shè)備上配置電子c中和槍。另一方面荷電效應(yīng)的消除要靠使用者的經(jīng)驗(yàn)。XPS

X射線光電子譜儀的能量校準(zhǔn)v荷電效應(yīng)-內(nèi)標(biāo)法?在處理荷電效應(yīng)的過(guò)程中，人們經(jīng)常采用內(nèi)標(biāo)法。即在實(shí)驗(yàn)條件下，根據(jù)試樣表面吸附或沉積元素譜線的結(jié)合能，測(cè)出表面荷電電勢(shì)，然后確定其它元素的結(jié)合能。XPS

X射線光電子譜儀的能量校準(zhǔn)v荷電效應(yīng)-內(nèi)標(biāo)法在實(shí)際的工作中，一般選用(CH

)

中的C1s2

n峰(284.8eV)，(CH

)

一般來(lái)自樣品的制備處理及2

n機(jī)械泵油的污染。也有人將金鍍到樣品表面一部分，利用Au4f

譜線修正。這種方法的缺點(diǎn)是對(duì)7/2濺射處理后的樣品不適用。另外，金可能會(huì)與某些材料反應(yīng)。XPS

X射線光電子譜儀的能量校準(zhǔn)v荷電效應(yīng)-內(nèi)標(biāo)法?有人提出向樣品注入Ar作內(nèi)標(biāo)物有良好的效果。Ar具有極好的化學(xué)穩(wěn)定性，適合于濺射后和深度剖面分析，且操作簡(jiǎn)便易行。?選用Ar2p

譜線對(duì)荷電能量位移進(jìn)行校正的3/2效果良好。這時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)Ar2p

譜線的結(jié)合能3/2期望值0.2

eV。XPS

XPS中的化學(xué)位移v化學(xué)位移?由于原子所處的化學(xué)環(huán)境不同而引起的內(nèi)層電子結(jié)合能的變化，在譜圖上表現(xiàn)為譜峰的位移，這一現(xiàn)象稱(chēng)為化學(xué)位移。?化學(xué)位移的分析、測(cè)定，是XPS分析中的一項(xiàng)主要內(nèi)容，是判定原子化合態(tài)的重要依據(jù)。XPS

XPS中的化學(xué)位移v化學(xué)位移三氟化乙酸乙脂中四個(gè)不同C原子的C1s譜線。XPS

XPS中的化學(xué)位移v化學(xué)位移High

resolution

Al(2p)

spectrum

of

analuminum

surface.Thealuminum

metaland

oxide

peaksshown

can

be

usedto

determine

oxidethickness,

in

thiscase3.7nanometres.v化學(xué)位移化學(xué)位移的理論分析基礎(chǔ)是結(jié)合能的計(jì)算。根據(jù)前面所講的計(jì)算方法可以知道對(duì)于處于環(huán)境為1和2的某種原子有：v化學(xué)位移在大多數(shù)的情況下，相對(duì)論效應(yīng)和相關(guān)的修正對(duì)結(jié)合能的影響是較小的，可以忽略。對(duì)付馳豫效應(yīng)的方法是用近似關(guān)系式：XPS

XPS中的化學(xué)位移v電荷勢(shì)模型電荷勢(shì)模型是由Siegbahn等人導(dǎo)出的一個(gè)忽略弛豫效應(yīng)的簡(jiǎn)單模型。在此模型中，假定分子中的原子被空心的非重疊的靜電球殼包圍。這樣結(jié)合能位移可表示成其中

E

和

E別

電分

是原子自身價(jià)

子VM其它原子價(jià)電子的變化對(duì)該原子結(jié)合能的貢獻(xiàn)。XPS

XPS中的化學(xué)位移v價(jià)勢(shì)模型一個(gè)更基本的方法是用所謂的價(jià)電勢(shì)來(lái)表達(dá)內(nèi)層電子結(jié)合能：是由于分子價(jià)電子密度和其他原子實(shí)的影響

。XPS

XPS中的化學(xué)位移v等效原子實(shí)方法?因?yàn)樵拥膬?nèi)層電子被原子核所緊緊束縛，所以，可以認(rèn)為價(jià)電子受內(nèi)層電子電離時(shí)的影響與在原子核中增加一個(gè)正電荷所受的影響是一致的，即原子實(shí)是等效的。XPS

XPS中的化學(xué)位移v等效原子實(shí)方法根據(jù)等效原子實(shí)方法若分子和離子的生成熱已知，則化學(xué)位移可求。由熱化學(xué)數(shù)據(jù)求得的一組含氮化合物的相對(duì)結(jié)合能與XPS所測(cè)結(jié)果的對(duì)比XPS

XPS中的化學(xué)位移v化學(xué)位移的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律?

同一周期內(nèi)主族元素結(jié)合能位移隨它們的化合價(jià)升高線性增加；而過(guò)渡金屬元素的化學(xué)位移隨化合價(jià)的變化出現(xiàn)相反規(guī)律。?

分子M中某原子A的內(nèi)層電子結(jié)合能位移量同與它相結(jié)合的原子電負(fù)性之和ΣX有一定的線性關(guān)系。XPS

XPS中的化學(xué)位移v化學(xué)位移的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律?

對(duì)少數(shù)系列化合物，由NMR(核磁共振波譜儀)和Mossbauer譜儀測(cè)得的各自的特征位移量同XPS測(cè)得的結(jié)合能位移量有一定的線性關(guān)系。?

XPS的化學(xué)位移同宏觀熱力學(xué)參數(shù)之間有一定的聯(lián)系。v定性分析XPS定性分析是利用已出版的XPS手冊(cè)。v定性分析-譜線的類(lèi)型?在XPS中可以觀察到幾種類(lèi)型的譜線。其中有些是XPS中所固有的，是永遠(yuǎn)可以觀察到的；有些則依賴(lài)于樣品的物理、化學(xué)性質(zhì)。?光電子譜線

：

在

XPS

中，很多強(qiáng)的光電子譜線一般是對(duì)稱(chēng)的，并且很窄。但是，由于與價(jià)電子的耦合，純金屬的XPS譜也可能存在明顯的不對(duì)稱(chēng)。v定性分析-譜線的類(lèi)型譜線峰寬：譜線的峰寬一般是譜峰的自然線寬、X射線線寬和譜儀分辨率的卷積。高結(jié)合能端弱峰的線寬一般比低結(jié)合能端的譜線寬

1~4

eV

。

絕緣體的譜線一般比導(dǎo)體的譜線寬0.5

eV。v定性分析-譜線的類(lèi)型?Auger

譜線：

在

XPS

中，可以觀察到LMM,

MNN和NOO四個(gè)系列的Auger線。?因?yàn)锳uger電子的動(dòng)能是固定的，而X射線光電子的結(jié)合能是固定的，其動(dòng)能隨激發(fā)波長(zhǎng)的改變而改變。因此，可以通過(guò)改變激發(fā)源(如Al/Mg雙陽(yáng)極X射線源)的方法，觀察峰位的變化與否而識(shí)別Augar電子峰和X射線光電子峰。XPS

XPS分析方法v定性分析-譜線的類(lèi)型?X射線的伴峰：X射線一般不是單色的特征X射線，而是還存在一些能量略高的小伴線，所以導(dǎo)致XPS中主譜線外，還有一些小的半峰。v定性分析-譜線的類(lèi)型Mg陽(yáng)極X射線激發(fā)的C1s主峰及伴峰v定性分析-譜線的類(lèi)型?

X射線“鬼峰”：有時(shí)，由于X射源的陽(yáng)極可能不純或被污染，則產(chǎn)生的X射線不純。因非陽(yáng)極材料X射線所激發(fā)出的光電子譜線被稱(chēng)為“鬼峰”。ContaminatingRadiationAnode

MaterialsMgAlO

(K)Cu

(L)Mg

(K)Al

(K)728.7323.9-961.7556.9233.0--233.0v定性分析-譜線的類(lèi)型?震激和震離線：在光發(fā)射中，因內(nèi)層形成空位，原子中心電位發(fā)生突然變化將引起外殼電子躍遷，這時(shí)有兩種可能：(a)若外層電子躍遷到更高能級(jí)，則稱(chēng)為電子的震激(shake-up)；(b)若外層電子躍過(guò)到非束縛的連續(xù)區(qū)而成為自由電子，則稱(chēng)為電子的震離(shake-off)。無(wú)論是震激還是震離均消耗能量，使最初的光電子動(dòng)能下降。v定性分析-譜線的類(lèi)型Ne的震激和震離過(guò)程的示意圖v定性分析-譜線的類(lèi)型Cu的2p譜線及震激結(jié)構(gòu)v定性分析-譜線的類(lèi)型?多重分裂

：

當(dāng)原子的價(jià)殼層有未成對(duì)的自旋電子時(shí)，光致電離所形成的內(nèi)層空位將與之發(fā)生耦合，使體系出現(xiàn)不止一個(gè)終態(tài)，表現(xiàn)在XPS譜圖上即為譜線分裂。v定性分析-譜線的類(lèi)型Mn

離子的3s軌道電離時(shí)的兩種終態(tài)+v定性分析-譜線的類(lèi)型MnF

的Mn3s電子的XPS譜2v定性分析-譜線的類(lèi)型?能量損失峰

：對(duì)于某些材料，光電子在離開(kāi)樣品表面的過(guò)程中，可能與表面的其它電子相互作用而損失一定的能量，而在XPS低動(dòng)能側(cè)出現(xiàn)一些伴峰，即能量損失峰。?當(dāng)光電子能量在100~1500

eV時(shí)，非彈性散射的主要方式是激發(fā)固體中自由電子的集體振蕩，產(chǎn)生等離子激元。v定性分析-譜線的類(lèi)型發(fā)射的光電子動(dòng)能為：其中：n是受振蕩損失的次數(shù)，E

是體等離子激元損P失的能量，E

是受表面等離子激元損失的能量。一般Sv定性分析-譜線的識(shí)別?因C,

O是經(jīng)常出現(xiàn)的，所以首先識(shí)別C,

O的光電子譜線，Auger線及屬于C,

O的其他類(lèi)型的譜線。?利用X射線光電子譜手冊(cè)中的各元素的峰位表確定其他強(qiáng)峰，并標(biāo)出其相關(guān)峰，注意有些元素的峰可能相互干擾或重疊。v定性分析-譜線的識(shí)別?識(shí)別弱峰。一般假設(shè)這些峰是某些含量低的元素的主峰。若仍有一些小峰不能確定，可檢驗(yàn)一下它們是否是某些已識(shí)別元素的“鬼峰”。?確認(rèn)識(shí)別結(jié)論。對(duì)于

p,

d,

f

等雙峰線，其雙峰間距及峰高比一般為一定值。p峰的強(qiáng)度比為1:2；d線為2:3；f線為3:4。對(duì)于p峰，特別是4p線，其強(qiáng)度比可能小于1:2。v化合態(tài)識(shí)別?在XPS的應(yīng)用中，化合態(tài)的識(shí)別是最主要的用途之一。識(shí)別化合態(tài)的主要方法就是測(cè)量X射線光電子譜的峰位位移。?由于元素所處的化學(xué)環(huán)境不同，它們的內(nèi)層電子的軌道結(jié)合能也不同，即存在所謂的化學(xué)位移(峰位位移)。?對(duì)于半導(dǎo)體、絕緣體，在測(cè)量化學(xué)位移前應(yīng)首先決定荷電效應(yīng)對(duì)峰位位移的影響。?

根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，

Se(-II)、

Se(0)

、Se(+IV)

和

Se(+VI)等不同價(jià)態(tài)的Se3d電子的結(jié)合能分別為：

53

eV、55eV、59

eV和61

eV。因此，由測(cè)定出的Se3d電子的結(jié)合能可以推斷，產(chǎn)物中的硒是以單質(zhì)狀態(tài)存在。v化合態(tài)識(shí)別-光電子峰?其次，化學(xué)環(huán)境的變化將使一些元素的光電子譜雙峰間的距離發(fā)生變化，這也是判定化學(xué)狀態(tài)的重要依據(jù)之一。?元素化學(xué)狀態(tài)的變化有時(shí)還將引起譜峰半峰高寬的變化。v化合態(tài)識(shí)別-光電子峰S的2p峰在不同化學(xué)狀態(tài)下的結(jié)合能值v化合態(tài)識(shí)別-光電子峰Ti及TiO

中2p

峰的峰位及2p

和2p

之間的距離23/21/23/2表面刻蝕技術(shù)可以逐漸脫除固體表面，研究?jī)?nèi)層組成結(jié)構(gòu)Ag

Te表面刻蝕前Te3d峰

Ag

Te表面刻蝕后Te3d峰22Ag

Te表面刻蝕前組成Ag

Te表面刻蝕后組成22-----------------------------------------------Peak_ID

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