现代材料分析方法XPS.pptx

该【现代材料分析方法XPS 】是由【niuwk】上传分享，文档一共【50】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【现代材料分析方法XPS 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。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。
第1页/共50页
(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
第2页/共50页
XPS光电效应

Corelevels
h
Valanceband
EF
EV
BindingEnergy
KineticEnergy
CharacteristicPhotoelectron
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Eb
EK=hν-Eb-Φsp
第3页/共50页
XPSX射线光电子谱仪
第4页/共50页
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。
第5页/共50页
N7
N6
N5
N4
N3
N2
N1







4f7/2
4f5/2
4d5/2
4d3/2
4p3/2
4p1/2
4s1/2
M5
M4
M3
M2
M1
L3
L2
L1
K









3d5/2
3d3/2
3p3/2
3p1/2
3s1/2
2p3/2
2p1/2
2s1/2
1s1/2
电子能级、X射线能级和电子数
第6页/共50页
典型XPS谱
a:MOCVD制备的HgCdTe膜
第7页/共50页
典型XPS谱
Fe的清洁表面
第8页/共50页
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。
第9页/共50页
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。
第10页/共50页