小人 问题系列.ppt

X射线光电子能谱基础知识讲座
中国科学院化学研究所
刘芬

地址 10号楼一层
电话 62553516
讲座目的
X射线光电子能谱能解决什么问题?
X射线光电子能谱怎样识别?
X射线光电子能谱要注意那些问题?
内容
1 基本原理及谱的认识
2 定性、定量分析和深度分析
3 实验时应注意的问题
1 基本原理及谱的认识
概述
基本原理
谱的认识
非导电样品的荷电校正
概述
X射线光电子能谱( XPS )
X-ray Photoelectron Spectroscopy
化学分析电子能谱( ESCA )
Electron Spectroscopy for Chemical Analysis
——表面元素化学成分和元素化学态分析
的分析技术
概述
第一本论著
1967年 K. Siegbahn等著
1980年K. Siegbahn获诺贝尔物理奖
商品化仪器
七十年代中是一门比较新的谱学
优点及特点:
⑴固体样品用量小,不需要进行样品前处理,从而避免了引入或丢失元素所造成的误分析
⑵表面灵敏度高,一般信息深度10nm
⑶分析速度快,可多元素同时测定
⑷可以给出原子序数3-92的元素信息,以获得元素
成分分析
⑸可以给出元素化学态信息,进而可以分析出元素
的化学态或官能团
⑹样品不受导体、半导体、绝缘体的限制等
⑺是非破坏性分析方法。结合离子溅射,可作深度
剖析
应用范围
☼各种复合材料表面分析及界面分析
☼各种固体材料表面的成分分析及元素化学态分析
☼各种薄膜表面与界面分析
☼器件、产品质量分析及剖析
☼金属氧化与腐蚀
☼各种固体表面化学问题的测定,等等。
基本原理
用一束具有一定能量的X射线照射固体样品,入射光子同样品相互作用,光子被吸收而将其能量转移给原子的某一壳层上被束缚的电子,此时电子把所得能量的一部分用来克服结合能和功函数,余下的能量作为它的动能而发射出来,成为光电子,这个过程就是光电效应。
光电过程示意图
外壳层




内壳层

Ek = h-Eb-
e-
h