现代材料分析方法7XPS.pptx

XPS引言X射线光电子谱是重要的表面分析技术之一。它不仅能探测表面的化学组成,而且可以确定各元素的化学状态,因此,在化学、材料科学及表面科学中得以广泛地应用。。他们发现了内层电子结合能的位移现象,解决了电子能量分析等技术问题,测定了元素周期表中各元素轨道结合能,并成功地应用于许多实际的化学体系。(ElectronSpectroscopyforChemicalAnalysis),简称为“ESCA”,这个名词强调在X射线电子能谱中既有光电子峰也包含了俄歇峰,在分析领域内广泛使用。随着科学技术的发展,XPS也在不断地完善。目前,已开发出的小面积X射线光电子能谱,大大提高了XPS的空间分辨能力。XPS引言XPS光电效应CorelevelshicEnergyCharacteristicPhotoelectron当入射光子的能量hν明显超过原子的芯电子束缚能Eb时,可引起光电子发射。光电子的动能EK取决于:入射光子的能量hν谱仪的功函数Φsp芯电子束缚能EbEK=hν-Eb-ΦspXPSX射线光电子谱仪XPSX射线光电子谱仪在一般的X射线光电子谱仪中,没有X射线单色器,只是用一很薄(1〜2m)的铝箔窗将样品和激发源分开,以防止X射线源中的散射电子进入样品室,同时可滤去相当部分的轫致辐射所形成的X射线本底。将X射线用石英晶体的(1010)面沿Bragg反射方向衍射后便可使X射线单色化。X射线的单色性越高,谱仪的能量分辨率也越高。同步辐射源是十分理想的激发源,具有良好的单色性,且可提供10eV〜10keV连续可调的偏振光。N7N6N5N4N3N2N14f7/24f5/24d5/24d3/24p3/24p1/24s1/2M5M4M3M2M1L3L2L1K3d5/23d3/23p3/23p1/23s1/22p3/22p1/22s1/21s1/2电子能级、X射线能级和电子数典型XPS谱a:MOCVD制备的HgCdTe膜典型XPS谱Fe的清洁表面XPSX射线光电子谱仪的能量校准荷电效应用XPS测定绝缘体或半导体时,由于光电子的连续发射而得不到足够的电子补充,使得样品表面出现电子“亏损”,这种现象称为“荷电效应”。荷电效应将使样品出现一稳定的表面电势VS,它对光电子逃离有束缚作用。XPSX射线光电子谱仪的能量校准荷电效应考虑荷电效应有:其中ES=VSe为荷电效应引起的能量位移,使得正常谱线向低动能端偏移,即所测结合能值偏高。荷电效应还会使谱锋展宽、畸变,对分析结果产生一定的影响。