XPS原理及分析

合集下载

XPS原理及分析

XPS原理及分析

XPS原理及分析在现代材料科学和表面分析领域中,X 射线光电子能谱(XPS)是一种极其重要的分析技术。

它能够为我们提供有关材料表面化学组成、元素价态以及化学环境等丰富而关键的信息。

XPS 的基本原理基于爱因斯坦的光电效应。

当一束 X 射线照射到样品表面时,它具有足够的能量将样品中的原子内层电子激发出来,形成光电子。

这些光电子的能量分布与样品中原子的电子结合能直接相关。

电子结合能是指将一个电子从原子的某个能级中移到无穷远处所需的能量。

不同元素的原子,其内层电子的结合能是特定的,而且同一元素在不同化学环境中,其电子结合能也会有所差异。

这就为 XPS 分析元素组成和化学状态提供了基础。

具体来说,通过测量从样品表面发射出的光电子的能量,我们可以确定样品中存在哪些元素。

每种元素都有其独特的一系列结合能特征峰。

比如,碳元素在不同的化学环境中,其结合能可能在 2846 eV 左右(纯碳),但如果与氧形成某些化学键,结合能就会发生偏移。

在进行 XPS 分析时,首先需要将待分析的样品放入高真空的分析室中。

这是因为光电子非常容易与空气中的分子发生碰撞而损失能量,从而影响测量结果的准确性。

X 射线源通常采用铝(Al)或镁(Mg)的靶材,产生的 X 射线具有特定的能量。

这些 X 射线照射到样品表面后,激发出来的光电子经过能量分析器进行分析。

能量分析器可以将不同能量的光电子按照能量大小进行分离,并最终由探测器检测到。

得到的 XPS 谱图中,横坐标通常表示光电子的结合能,纵坐标则表示光电子的相对强度。

通过对谱图中峰的位置、形状和强度的分析,可以获得大量有关样品的信息。

对于元素的定性分析,我们主要依据特征峰的位置来确定样品中存在的元素种类。

而对于定量分析,则需要根据峰的强度来计算各元素的相对含量。

但这并不是简单的比例关系,因为不同元素的光电子发射截面、仪器的传输效率等因素都会对强度产生影响,所以需要采用特定的校正方法来进行准确的定量分析。

xps技术工作原理

xps技术工作原理

xps技术工作原理
XPS(X-射线光电子能谱)技术工作原理是基于光电效应和能级分析的原理。

1. 光电效应:当高能量的光子(通常为X射线或紫外线)照
射到物质表面上时,光子与物质原子发生相互作用,将一部分光子能量转移给物质原子中的价电子。

当光子能量足够大时,价电子可以克服束缚在原子中的电势能,从固体表面逸出,并形成光电子。

2. 能级分析:逸出的光电子带有原子的特征信息,包括能级分布和化学状态。

这些信息可以通过对光电子进行能量分析来获取。

在XPS技术中,光电子通过穿过物质中的磁场和电场的
流线,从而形成一个能量分辨率很高的能谱。

通过测量光电子的能量,可以确定光电子的束缚能级,从而获取原子的价电子能级分布情况,并得到样品的化学成分以及表面化学状态等信息。

具体的XPS分析过程如下:
1. 样品表面被净化和处理,以去除表面污染物和氧化层。

2. 样品表面放置在真空室中,并通过高真空抽气来去除空气。

3. X射线或紫外线束照射到样品表面,使得光电子被激发逸出。

4. 逸出的光电子通过电子能量分析器,根据其能量进行分析和检测。

5. 光电子能谱图被记录和测量,根据光电子的能量和强度,可以获得样品的化学成分、表面化学状态等信息。

综上所述,XPS技术主要通过光电效应和能级分析来获取样品的化学成分和表面化学状态等信息。

关于XPS的原理和应用

关于XPS的原理和应用

关于XPS的原理和应用1. 前言X射线光电子能谱(X-Ray Photoelectron Spectroscopy,简称XPS)是一种广泛应用于材料科学、表面物理和化学研究的表征手段。

本文将介绍XPS的基本原理和其在各个领域中的应用。

2. 基本原理XPS基于光电效应原理,利用固体表面的吸收或发射光子的能量差来研究固体表面的化学组成和元素态。

下面是XPS的基本原理:•X射线入射:在实验中,X射线入射到样品表面,与样品中的原子或分子发生相互作用。

•光电子发射:当入射X射线的能量超过样品中原子的束缚能时,会产生光电子的发射。

•能量分析:发射的光电子经过分析器进行能量分析,得到光电子能谱。

•特征能量:通过分析光电子能谱中的特征能量和峰形,可以得到样品的化学组成、表面电荷状态等信息。

3. 应用领域XPS具有高灵敏度和高分辨率的优势,在各个领域中得到了广泛应用。

以下是几个常见的应用领域:3.1. 表面化学分析XPS可以通过分析样品表面的化学组成和化学状态,提供有关表面反应性和化学性质的信息。

在材料科学、催化剂研究和纳米技术等领域中,XPS被广泛用于表面化学分析。

3.2. 材料研究XPS在材料科学中起着至关重要的角色。

通过分析材料的表面元素组成、改变和反应,可以研究材料的结构、性质和性能。

在材料表面改性、材料界面研究等方面,XPS的应用非常广泛。

3.3. 薄膜分析XPS可以用于分析薄膜的物理、化学和电学性质。

通过对不同深度的XPS分析,可以揭示薄膜的结构和成分随深度的变化情况。

薄膜的质量、化学反应和界面效应等方面可以通过XPS得到详细的信息。

3.4. 表面修饰技术XPS可用于评估表面修饰技术的效果和性能。

在金属材料、导电聚合物等方面的研究中,通过分析表面的元素分布和化学组成,可以评估表面修饰技术对材料性能的改善。

3.5. 生物医药领域在生物医药领域,XPS可以用于分析生物材料表面的成分和结构,如药物载体材料、生物传感器等。

XPS数据分析方法

XPS数据分析方法

XPS数据分析方法XPS数据分析方法指的是通过使用X射线光电子能谱(XPS)来研究材料表面元素的组成、化学状态、分布以及电荷状态等信息的一种分析方法。

XPS是一种非破坏性的表面分析技术,主要用于材料科学、化学、物理、能源等领域的表面和界面分析。

下面是关于XPS数据分析方法的一些内容。

1.XPS原理XPS是基于光电离现象的一种分析技术。

当实验样品暴露在具有一定能量的X射线束下时,样品表面的原子会被激发,其中部分电子会被激发到费米能级以上,形成X射线光电子。

这些光电子经电场作用会被收集并形成能谱。

通过分析能谱可以得到样品表面元素的信息。

2.XPS数据处理XPS实验获得的原始数据包含了来自不同元素的能量信号,以及其他噪声信号。

数据处理旨在提取出有用的能量信号,并将其定性和定量分析。

常见的数据处理步骤包括信号峰形辨认、能量校正、背景修正和分峰拟合等。

3.峰形辨认峰形辨认是将实验数据中的峰与相应的元素进行匹配的过程。

每个元素具有特定的光电子能量,因此可以通过比较实验获得的能谱与已知元素的能谱进行匹配,确定元素的存在。

4.能量校正能谱中的能量量度需要进行校正,以获得准确的能谱峰位置。

能量校正的常用方法是通过硬币吸收边界(coinicidence absorption edge)或内部参考能谱进行校正。

这样可以消除能量测量中的偏差。

5.背景修正实验信号中常常会包含一些背景信号,如弹性散射信号、底部信号等。

这些背景信号对于准确的数据分析来说是干扰因素,需要进行背景修正。

背景修正的方法可以是线性背景修正或曲线拟合法。

6.分峰拟合分峰拟合是基于已知的能量峰进行曲线拟合,以确定元素在样品中的化学状态和相对丰度。

常见的拟合函数包括高斯函数、洛伦兹函数和Pseudo-Voigt函数等。

7.数据分析通过对能谱的峰进行定量分析,可以获得材料表面元素的组成和相对丰度。

此外,还可以通过分析峰的形状和位置得到元素的化学状态信息。

通过与已知物质的对比,可以推测样品的化学成分,并深入了解材料的特性。

说明xps分析的原理应用及特点

说明xps分析的原理应用及特点

说明XPS分析的原理应用及特点1. 引言X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,简称XPS)是一种用于分析材料表面化学成分和化学状态的非破坏性表征技术。

本文将对XPS分析的原理、应用和特点进行说明。

2. 原理XPS利用高能X射线轰击材料表面,通过测量材料表面逸出的光电子能谱来获得有关材料化学成分和化学状态的信息。

其基本原理如下: - X射线入射:高能X 射线束通过X射线源作用在样品表面,激发样品表面原子的束缚电子。

- 光电子逸出:激发的束缚电子获得足够的能量克服束缚力,从样品表面逸出成为自由电子。

- 能谱检测:逸出的光电子根据能量不同形成能谱,通过能量分辨仪进行检测和分析。

- 数据分析:通过对能谱的峰位、峰面积和峰形等进行分析,可以获得样品表面元素的组成和化学状态信息。

3. 应用XPS技术在多个领域有广泛的应用,以下列举几个常见的应用场景:3.1 表面成分分析XPS可以准确测量材料表面的元素组成和化学状态,可以表征材料的成分。

在材料科学、化学、生物医学等领域中,XPS被广泛用于表面成分分析。

3.2 化学反应分析XPS能够跟踪材料表面化学反应的过程和机制,通过观察化学反应前后材料表面的变化,可以获得有关反应的信息。

3.3 材料表面状态研究XPS可以研究材料表面的电荷状态、化学键形成和断裂等变化。

这对于了解样品在化学、电子学等方面的性质具有重要意义。

3.4 腐蚀和污染研究XPS可以追踪材料表面腐蚀和污染的过程,分析腐蚀和污染物的成分和形态。

这对于材料保护、环境保护等方面具有重要意义。

4. 特点XPS作为一种高精准度的表征技术,具有以下特点:4.1 高分辨率XPS能够实现较高的能量分辨率,可以准确测定光电子能谱的峰位和峰形,从而得到更准确的表征数据。

4.2 高灵敏度XPS对材料表面的元素非常敏感,可以检测到较低浓度的元素。

这对于分析痕量元素具有重要意义。

XPS原理及分析

XPS原理及分析

XPS原理及分析X射线光电子能谱(XPS)是一种表面分析技术,利用X射线入射样品表面,通过测量样品表面上逸出的光电子的能谱来确定样品表面元素的化学性质及其表面态的信息。

XPS技术具有高表面敏感性、定性和定量分析的能力,因此在材料科学、化学、地球科学、生物医学和环境科学等领域得到广泛应用。

XPS原理基于“薄物质”理论,即在入射X射线束与物质相互作用时,只有较薄表面层中的电子才能逃逸到空间中并被探测器所接收。

这是由于较低能的光电子受到表面电势井的束缚,而高能电子则受到较深层电势井的束缚,因此只有能量较高的光电子能够逃逸。

通过测量逸出光电子的能谱,可以得到逸出光电子的能量和强度信息,进一步分析可以确定元素的化学状态和表面化学键的信息。

XPS分析的过程包括样品的准备、X射线的入射和光电子的测量。

首先,样品必须准备成纯度较高的固体或薄膜,并且表面应该光滑、洁净,避免杂质和氧化层的影响。

然后,通过X射线源入射样品表面,激发样品表面的光电子,并且通过能量分析器将光电子按能量进行分散。

最后,光电子通过一个探测器接收并进行能谱测量。

XPS技术可以提供多种信息。

首先,通过测量各元素光电子能谱的能量峰位置,可以确定样品表面的元素组成。

其次,通过能峰的形状和峰的宽度,可以得到元素的化学状态和价态信息。

此外,还可以测量光电子的相对强度,用于定量分析元素的表面含量。

最后,通过X射线光电子能谱成像技术,可以获得样品表面的化学状态和形貌分布信息。

XPS技术具有许多优点。

首先,具有高表面敏感性,能够测量样品表面几个纳米的深度范围。

其次,可以进行原位和无损分析,不需要对样品进行特殊处理或破坏性操作。

此外,具有化学态信息和定量分析的能力,可以提供元素和化学键的详细信息。

最后,XPS技术还可以进行X射线光电子能谱成像,可以获得元素和化学状态的空间分布图像。

总之,XPS技术是一种强大的表面分析技术,具有高表面敏感性、定性和定量分析的能力,已经在多个领域得到广泛应用。

xps的原理及其应用

xps的原理及其应用

XPS的原理及其应用1. XPS的概述XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)是一种表面分析技术,它通过入射X射线照射样品,测量材料中逸出的电子能谱来分析样品的元素组成和化学状态。

XPS主要基于光电效应原理和荷电屏蔽效应原理进行分析。

2. XPS的基本原理XPS利用入射X射线激发样品表面的原子,使其逸出的电子被收集和分析。

电子逸出的能量与样品中原子的化学状态密切相关,通过测量电子能谱,可以了解样品的元素组成、化学状态、氧化还原状态等信息。

具体而言,XPS的基本原理如下: - X射线源:XPS使用具有高能量的X射线作为激发源,常用的是具有镓或铝阳极的X射线源。

- 入射X射线:X射线通过X射线源发出,并照射到样品的表面。

- 光电子逸出:入射X射线与样品原子发生相互作用,使电子从原子的内层轨道逸出,逸出的电子称为光电子。

- 荷电屏蔽效应:逸出的光电子在穿越样品表面时,会受到其他原子的屏蔽作用,从而发生能量损失。

- 检测和分析:逸出的光电子根据能量进行分析和检测,得到电子能谱图,通过分析电子能谱,可以确定样品的化学成分和状态。

3. XPS的应用领域XPS具有非常广泛的应用领域,以下列举了几个典型的应用场景:3.1 表面化学分析XPS可以用于对材料表面的化学成分进行分析,从而了解材料的表面组成、含量和化学状态。

这对于材料研究、表面处理和质量控制非常重要。

3.2 薄膜研究XPS可以评估和分析薄膜材料的表面成分和溢出问题,帮助研究人员更好地理解薄膜的性能和稳定性。

3.3 界面分析XPS可以揭示材料的界面特性,例如界面反应、沉积物和缺陷等。

这对于理解材料的界面性质、界面失效和界面反应具有重要意义。

3.4 催化剂研究XPS可以用于催化剂的表征和性能评估,帮助研究人员了解催化剂的表面组成、氧化状态和反应机制。

3.5 生物材料研究XPS可以用于分析生物材料的表面化学成分和功能基团,帮助研究人员了解生物材料的表面性质和相互作用机制。

XPS原理及分析

XPS原理及分析

XPS原理及分析X射线光电子能谱(XPS)是一种用于研究固体表面化学性质的表面分析方法。

它利用X射线照射样品表面,通过测量样品表面光电子的能谱,来获得样品表面元素的化学状态、化学成分以及化学性质的信息。

XPS的基本原理是根据光电效应:当X射线通过样品表面时,部分X射线会被样品上的原子吸收,从而使得原子的内层电子被激发出来。

这些激发出的电子称为光电子。

光电子的能量与原子的内层电子能级相关,不同元素的光电子能谱特征能量不同。

通过测量光电子的能量分布,可以推断出样品表面元素的化学状态和化学成分。

XPS分析的步骤如下:1.准备样品:样品必须是固体,并且表面必须是光滑、干净、无杂质的。

样品可以是块状、薄膜或粉末。

2.X射线照射:样品放在真空室中,通过X射线照射样品表面。

X射线能量通常在200-1500eV之间。

3.光电子发射:被照射的样品会发射出光电子。

光电子的能量与原子的内层电子能级有关。

4.能谱测量:收集并测量光电子的能量分布。

能谱中的光电子峰表示不同元素的化学状态和存在量。

5.数据分析:根据能谱中的光电子峰的位置和峰面积,可以推断出样品表面元素的化学状态和存在量。

XPS的主要应用领域包括固体表面成分分析、材料表面效应研究、化学反应在表面的过程研究等。

XPS可以提供关于固体材料的表面化学性质、形态结构以及表面反应过程的有关信息,因此被广泛应用于材料科学、化学、表面物理等领域。

总结而言,XPS是一种非常有用的表面分析技术,可以提供有关固体表面化学性质和化学成分的信息。

通过测量光电子的能量分布,可以推断出样品表面元素的化学状态和存在量。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
7.8
5.1
0.8
0.5
2.0
Al靶
11.8eV 20.1eV 23.4eV 69.7eV
3.3 0.42 0.28 2.0
D、能量损失线
– 光电子能量损失谱线是由于光电子在穿过样品表面时发生 非弹性碰撞,能量损失后在谱图上出现的伴峰
– 特征能量损失的大小与样品有关;能量损失峰的强度取决 于:样品特性、穿过样品的电子动能
• 元素灵敏度因子法因受多因素影响,不可能很准确
• 谱线强度的确定 – 几何作图法:
峰面积=峰高 半峰宽
– 称重法:沿谱线 ACEDBFA剪下,称重 (纸均匀) – 机械积分法: – 电子计算机拟合
XPS:定量分析方法-4
• 深度剖析
– 倾转样品法:z深度处发 射的电子要经z/cosq的路 程才能离开表面,逃逸几 率随exp(-z/lm)而减少,∴ 改变倾斜角度可进行深度 剖析
1. x射线源: • 要求: – 能量足够激发芯电子层; – 强度产生足够的光电子通量; – 线宽(决定XPS峰的半高宽FWHM)尽量窄; • Mg、Al源 – Mg Ka;Al Ka – Mg/Al双阳极x射线源
2. 电子能量分析器:核心部 件


2种结构:
筒镜分析器CMA:点传输率很 高,有很高信噪比。XPS为提高 分辨率,将2个同轴筒镜串联
光电效应截面s与原子序数Z的关系 Z
元素
3 Li 1.1
4 Be 4.2
5 B 11
6 C 22
7 N 40
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
8 O 64
9
11
12
s
F Na Mg 100 195 266
2、原子能级的划分 • 量子数表示电子运动状态
– 主量子数n : 电子能量主要(并非完全)取决于n; n电子能量
• n =1, 2, 3, …;通常以K(n=1), L(n=2),M(n=3)…表示 • 相同的n表示相同的电子壳层
• 若l =0,则j = 1/2 ;
• 若l =1,则j = l ± 1/2 = 3/2或1/2 ;
• 除s亚壳层不发生自旋分裂外,凡l >0的各亚壳 层都将分裂成两个能级XPS出现双峰
自旋——轨道劈裂
自旋-轨道劈裂
l=1 l=3
l=0
l=2
3、电子结合能
一个自由原子或离子的结合能,等于将此电子从所在的能 级转移到无限远处所需的能量。
• 辐射出的的射线波长在x射线区 x射线荧光
• 跃迁使另一电子激发成自由电 子俄歇电子
– 多以谱线群方式出现
• 俄歇线
– OKLL、CKLL
– KLL:左边代表起始空穴的电子层,中间代表填补 起始空穴的电子所属的电子层,右边代表发射俄歇 电子的电子层
C、XPS卫星线
– 用来照射样品的单色x 射线并非单色,常规 Al/Mg Ka1,2射线里混杂 Ka3,4,5,6和Kb射线,它们 分别是阳极材料原子 中的L2和L3能级上的6 个状态不同的电子和 M能级的电子跃迁到K 层上产生的荧光x射线 效应。这些射线统称 XPS卫星线。
• 深度剖析 – 惰性气体离子束刻蚀法: • 同AES、SIMS
1:Co 2: Al 3: C 4: O
Co-Ni-Al多层磁带材料
耗时36h
XPS:应用
• 表面全元素分析 (全谱):
– 存在:Ti, O, Si, C; – Si的来源,可能:
• 涂层太薄(<10nm) • 热处理使基体扩散 →涂层变薄
二、X射线光电子能谱分析的基本原理
电子能谱分析是一种研究物质表层元素组成与离子 状态的表面分析技术,其基本原理是用单色射线照射 样品,使样品中原子或分子的电子受激发射,然后测 量这些电子的能量分布。通过与已知元素的原子或离 子的不同壳层的电子的能量相比较,就可确定未知样 品表层中原子或离子的组成和状态。
• S——元素灵敏度因子 – 对2个元素有:
1 2
( I1 / S1 ) (I 2 / S2 )
(I / S ) • ∴某元素所占原子分数为:C x x ( ) x x (I / S ) i i i
• Q、le 、y、D等对不同试样有相同的变化规律,即S1/S2不变; • S值与材料基体性质无关,一般以氟F1s轨道光电子谱线的灵敏度因 子为1。
– 窗口出来-铝箔
XPS:定性分析方法
• 首先标识那些总是出现的谱线,e.g. C1s, CKLL, O1s, OKLL, O2s, x射线卫星峰和能量损失线;
• 根据结合能数值标识谱图中最强的、代表样品中主体 元素的强光电子线,并且与元素内层电子结合能的标 准值仔细核对,并找出与此匹配的其他弱光电子线和 俄歇线群; • 最后标出余下较弱的谱线,标识方法同上,标识它们 应想到可能来自微量元素或杂质元素的信号,也可能 来自强的Kb x射线等卫星峰的干扰; • 对那些反复核对但没有归属的谱线,可能是鬼线;
• 能量损失线
二氧化硅中O1s的能量损失峰
Al的2s的能量损失峰 a:清洁表面;b:氧化表面
E、电子的振激(Shake up)线和振离线(Shake off)
– 在光电发射中,由于内壳层形成空位,原子中心电位发生突 变引起价壳层电子的跃迁,出现两个结果:
• 若价壳层电子跃迁到更高能级的束缚态称为电子的振激 • 若价壳层电子跃迁到非束缚的连续状态成了自由电子,则称为电子的 振离。
I f 0 A0QeyD
• le :试样的电子逃逸深度(cm)
• F:考虑入射和出射电子间夹角变化影响的校正因子 • y:形成特定能量光电过程效率 • D:能量分析器对发射电子的检测效率
I /( f 0 A0Qe yD) I / S • ∴ S f 0 A0Qe yD
Mg Ka射线的卫星峰
• x射线卫星线 Al Ka 、Mg Ka卫星峰离主光电子峰的位移和相对强度
射线名称
Mg靶
高动能端位 移
Ka1,2
0eV
Ka3
8.4eV
Ka4
Ka5
Ka6
Kb
10.2eV 17.5eV 20.0eV 48.5eV
相对强度 高动能端位 移
相对强度
100 0eV
100
9.2 9.8eV
1、光电效应
当一束能量为hν的单色光与原子发生相互作用 ,而入射光量子的能量大于原子某一能级电子的结合 能时,发生电离: M + hν= M*+ + e光电效应过程同时满足能量守恒和动量守恒, 入射光子和光电子的动量之间的差额是由原子的反冲 来补偿的。 光电效应的几率随着电子同原子核结合的加紧 而很快的增加,所以只要光子的能量足够大,被激发 的总是内层电子。外层电子的光电效应几率就会很小 ,特别是价带,对于入射光来说几乎是“透明”的。
• 典型谱图
Fe的清洁表面
扫描1次
• 典型谱图
– 本征信号不强的XPS谱图 中,往往有明显“噪音” • 不完全是仪器导致 • 可能是信噪比太低,即 待测元素含量太少
扫描3次
– 增加扫描次数、延长 扫描时间噪音
• 注意:谱图对比时测量 参数必须一致。
涂膜玻璃的Si2p谱
1、xps光电子线及伴线
X射线光电子能谱分析
一、概述
• 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。 • X射线光电子能谱是瑞典Uppsala大学K.Siegbahn 及其同事经过近20年的潜心研究而建立的一种分 析方法。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,K.Siegbahn因此获1981诺贝尔 奖。
• 给定l 后, ml 取+l 和-l 之间的任何整数, ml =l, l-1, …, 0, -1, …, - l ; • 若l =0,则ml =0;若l =1,则ml =1,0,-1。
– 自旋量子数ms :表示电子绕其自身轴的旋 转取向;与上述3个量子数无关。
– 电子的轨道运动和自旋运动间存在电磁相互作用, 即:自旋-轨道耦合作用的结果使其能级发生分 裂,对l >0的内壳层来说,这种分裂可用内量子 数j表示(j =| l+ ms |= | l ± 1/2 |)
– 角量子数l :决定电子云的几何形状;不同的l将电 子壳层分成几个亚层,即能级。
• L与n有关,给定n后, l=0, 1, 2,…,( n -1);通常以 s(l=0), p(l=1), d(l=2), f(l=3), …表示 • 在给定壳层的能级上, l 电子能量略
– 磁量子数ml :决定电子云在空间的伸展方 向(取向);
如果在球形电容器上加一个扫 描电压,会对不同能量的电子 具有不同的偏转作用,从而把 能量不同的电子分离开来。
四、xps谱图
典型谱图 横坐标:电子束缚能(能直接反映电子壳层/能级结构) 或动能;eV 纵坐标:cps(Counts per second),相对光电子流 强度 谱峰直接代表原子轨道的结合能
A、光电子线 最强的光电子线常常是谱图中强度最大、峰宽最小、对称性 最好的谱峰,称为xps的主线。每一种元素都有自己最强的、具 有表征作用的光电子线,它是元素定性分析的主要依据。
Ti及TiO2中2p3/2峰的峰位及2p1/2和2p3/2之间的距离
B、俄歇线
– 原子中的一个内层电子光致 电离射出后,内层留下一空 穴,原子处于激发态。激发 态离子要向低能转化而发生 驰豫;驰豫通过辐射跃迁释 放能量。
二氧化钛涂层玻璃 (溶胶-凝胶)
– C的来源,可能:
• 溶胶 • 谱仪油污染碳
• 表面窄区谱分析:
– 分谱分析或高分辨谱分析 – 特点: • 扫描时间长 • 通过能小 • 扫描步长小 • 扫描期间几十电子伏特内 • 以强光电子线为主
相关文档
最新文档