X射线光电子能谱仪的基本原理及测试步骤

<p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">X射线光电子能谱技术（XPS）是电子材料与元器件显微分析中的一种先进的分析技术，它可以准确的测量原子的内层电子束缚能及其化学位移，所以它不仅能为化学研究提供分子结构和原子价态方面的信息，还能为电子材料研究提供各种化合物的元素组成和含量，化学状态，分子结构，化学键方面的信息。</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">以X射线为激发光源的光电子能谱，简成XPS或ESCA。</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;"><span style="font-weight: bold; border: 0px; margin: 0px; padding: 0px;">XPS的基本原理</span></p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">XPS的原理是用X射线去辐射样品，使原子或分子的内层电子或价电子受激发射出来。被光子激发出来的电子称为光电子。可以测量光电子的能量，以光电子的动能/束缚能（Eb=hv光能量-Ek动能-w功函数）为横坐标，相对强度（脉冲/s）为纵坐标可做出光电子能谱图。从而获得试样有关信息。X射线光电子能谱因对化学分析最有用，因此被称为化学分析用电子能谱。</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">X射线光子的能量在1000～1500ev之间，不仅可使分子的价电子电离而且也可以把内层电子激发出来，内层电子的能级受分子环境的影响很小。简而言之，光子入射到固体表面激发出光电子，利用能量分析器对光电子进行分析的实验技术称为光电子能谱。</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;"><span style="font-weight: bold; border: 0px; margin: 0px; padding: 0px;"><a title="X射线光电子能谱仪（XPS）" href="https://www.kexingtest.com/instrument/detail?id=80" target="_blank" rel="noopener"><strong>X射线光电子能谱</strong></a>分析的具体方法：</span></p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">1.化合物中元素种类的分析——全谱分析</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">对于一个化学成分未知的样品，首先应作全谱扫描，来初步判定表面的化学成分。全谱能量扫描范围一般是0-1200 eV ,因为几乎所有元素的最强峰都在这一范围这内。</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">由于组成元素的光电子线和俄歇线的特征能量值具唯一性，与XPS标准谱图手册和数据库的结合能进行对比，可以用来鉴别某特定元素的存在。</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">2.化学态与结构分析——窄区扫描(也叫精细谱)</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">如果测定化学位移，或者进行一些数据处理，如峰拟合、退卷积、深度剖析等，则必须进行窄扫描以得到精确的峰位和好的峰形。扫描宽度应足以使峰的两边完整，通常为10eV~30eV。可用计算机收集数据并进行多次扫描。</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;"><span style="font-weight: bold; border: 0px; margin: 0px; padding: 0px;">X射线光电子能谱定量分析方法：</span></p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">鉴于光电子的强度不仅与原子的浓度有关，还与光电子的平均自由程、样品的表面光洁度，元素所处的化学状态，X射线源强度以及仪器的状态有关。因此，XPS技术一般不能给出所分析元素的绝对含量，仅能提供各元素的相对含量。</p> <p style="border: 0px; font-size: 16px; margin: 0.63em 0px 1.8em; padding: 0px; counter-reset: list-1 0 list-2 0 list-3 0 list-4 0 list-5 0 list-6 0 list-7 0 list-8 0 list-9 0; color: #191919; font-family: 'PingFang SC', Arial, 微软雅黑, 宋体, simsun, sans-serif; background-color: #ffffff;">以上是科兴测试平台根据网上的海量知识整理的相关小知识，希望可以帮助到大家。如有测试需求可以联系送检。</p>