【摘要】 X射线光电子能谱(简称XPS)是一种使用电子谱仪测量X-射线光子辐照时样品表面所发射出的电子和俄歇电子能量分布的方法., 是重要的表面分析技术。

X射线光电子能谱(简称XPS)是一种使用电子谱仪测量X-射线光子辐照时样品表面所发射出的电子和俄歇电子能量分布的方法., 是重要的表面分析技术。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、化学状态、分子结构、等方面的信息。

 

XPS是一种典型的表面分析手段。其根本原因在于:尽管X射线可穿透样品很深,但只有样品接近表面的薄层发射出的光电子可逃逸出来。

 

XPS可用于定性分析以及半定量分析, 一般从XPS图谱的峰位和峰形获得样品表面元素成分、化学态和分子结构等信息,从峰强可获得样品表面元素含量或浓度。

 

当一束光子辐照到样品表面时,光子可以被样品中某一元素的原子轨道上的电子所吸收,使得该电子脱离原子核的束缚,以一定的动能从原子内部发射出来,变成自由的光电子,而原子本身则变成一个激发态的离子。对于特定的单色激发源和特定的原子轨道,光电子的能量是特征的。当固定激发源能量时,光子的能量仅与元素的种类和所电离激发的原子轨道有关。因此,我们可以根据光电子的结合能定性分析物质的元素种类。

 

原子因所处化学环境不同,期层电子结合能会发生变化,这种变化在谱图上表:现为谱峰的位移(化学位移)。

 

这种化学环境的不同可以是与原子相结合的元素种类或者数量不同,也可能是原子具有不同的化学价态。

 

对于一个化学成分未知的样品,首先应作全谱扫描以初步判定表面的化学成分。全谱能量扫描范围一般取0~1200 eV,因为几乎所有元素的最强峰都在这一范围之内。

 

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。

 

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