XPS分析价态.ppt

X射线光电子谱(XPS)X-ray Photoelectron Spectroscopy
Qing-Yu Zhang
State Key Laboratory for Materials Modification by Laser, Ion and Electron Beams
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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。
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XPS  引言
(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)，简称为“ESCA”，这一称谓仍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。
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XPS 光电效应
光电效应

Core levels
h
Valance band
EF
EV
Binding Energy
Kinetic Energy
Characteristic Photoelectron
Core level electrons are ejected by the x-ray radiation
The . of the emitted electrons is dependent on:
Incident energy
Instrument work function
Element binding energy
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XPS 光电效应
光电效应
根据Einstein的能量关系式有： h = EB + EK
其中 为光子的频率，EB 是内层电子的轨道结合能，EK 是被入射光子所激发出的光电子的动能。实际的X射线光电子能谱仪中的能量关系。即
其中为真空能级算起的结合能SP和S分别是谱仪和样品的功函数 。
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XPS 光电效应
光电效应
EBV与以Fermi能级算起的结合能EBF间有
因此有：
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XPS X射线光电子谱仪
X射线光电子谱仪
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XPS X射线光电子谱仪
X射线光电子谱仪
X射线源是用于产生具有一定能量的X射线的装置，在目前的商品仪器中，一般以Al/Mg双阳极X射线源最为常见。
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XPS X射线光电子谱仪
X射线光电子谱仪
X射线
Mg 靶
Al 靶
能量(eV)
相对强度
能量(eV)
相对强度
K1




K2




K’




K3




K4




K5




K6




K




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XPS X射线光电子谱仪
X射线光电子谱仪
作为X射线光电子谱仪的激发源，希望其强度大、单***好。
同步辐射源是十分理想的激发源，具有良好的单***，且可提供10 eV~10 keV连续可调的偏振光。
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。
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