x射线光电子能谱(xps)原理.pptx

主 要 内 容：
XPS的基本原理
XPS的系统结构及工作原理
XPS的实验方法
XPS谱图的解释
XPS谱图的应用实例
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XPS的基本原理
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。
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。 同一原子的内层电子结合能在不同分子中相差很小，故它是特征的。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。
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XPS谱图的表示
横坐标：动能或结合能，单位是eV，一般以结合能 为横坐标。
纵坐标：相对强度（CPS）
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
XPS的基本原理
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二氧化钛涂层玻璃试样的XPS谱图
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XPS的基本原理
给定原子的某给定内壳层电子的结合能还与该原子的化学结合状态及其化学环境有关，随着该原子所在分子的不同，该给定内壳层电子的光电子峰会有位移，称为化学位移。
这是由于内壳层电子的结合能除主要决定于原子核电荷外，还受周围价电子的影响。电负性比该原子大的原子趋向于把该原子的价电子拉向近旁，使该原子核同其1s电子结合牢固，从而增加结合能。
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与元素电负性的关系
三***乙酸乙酯
电负性：F>O>C>H
4个碳元素所处化学环境不同；
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处于原子内壳层的电子结合能较高，要把它打出来需要能量较高的光子,以镁或铝作为阳极材料的X射线源得到的光子能量分别为电子伏和电子伏，此范围内的光子能量足以把不太重的原子的1s电子打出来。
周期表上第二周期中原子的1s电子的XPS谱线见图。结合能值各不相同，而且各元素之间相差很大，容易识别（从锂的55电子伏增加到***的694电子伏），因此,通过考查1s的结合能可以鉴定样品中的化学元素。
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XPS特点
XPS作为一种现代分析方法，具有如下特点：
（1）可以分析除H和He以外的所有元素，对所有元素的灵敏度具有相同的数量级。
（2）相邻元素的同种能级的谱线相隔较远，相互干扰较少，元素定性的标识性强。
（3）能够观测化学位移。化学位移同原子氧化态、原子电荷和官能团有关。化学位移信息是XPS用作结构分析和化学键研究的基础。
（4）可作定量分析。既可测定元素的相对浓度，又可测定相同元素的不同氧化态的相对浓度。
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X射线光电子能谱仪
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X射线光电子能谱仪
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