XPS数据查询演示NIST幻灯片课件
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XPS方法原理与仪器分析ppt课件
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6、X轴：点A(X)，再点右键，然后点set column values，出 现一个对话框，在from中填1，在to中填401(通道数)，在 col(A)中填BE始-0.05*(i-1)， 或直接填1486.6-KE始- 0.05*(i-1)，最后点do it。
7、此时即可以作出N1s谱图。 8、画出来的图有可能有一些尖峰，那是脉冲，应把它们去
结合能校准：标准样品测定化学位移——谱图上测量峰位 位移、测量双峰间的距离变化、测量半峰高宽变化；
* 成分深度的分析能力
1、变角XPS深度分析：利用采样深度的变化获得元素浓度与
深度的对应关系；非破坏性分析；适用于1—5nm表面层；
2、Ar离子剥离深度分析：交替方式-循环数依据薄膜厚度及
深度分辨率而定；破坏性分析；.
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3、再下面一个数据是步长值，如0.05或0.1或1， 每张谱图间有可能不一样。
4、继续向下,可以找到401或801这样的数，该数 为通道数，即有401或801个数据点。
5、再下面的数据开始两个数据是脉冲，把它们舍 去，接下来的401或801个数据都是Y轴数据， 将它们copy到B(Y)。
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5、拟合：选好所需拟合的峰个数及大致参数后，点 Optimise region进行拟合，观察拟合后总峰与原始峰 的重合情况，如不好，可以多次点Optimise region。
6、参数查看：拟合完成后，分别点另一个窗口中的
Rigion Peaks下方的0、1、2等可看每个峰的参数，
第六章
➢ X射线光电子谱是重要的表面分析技术之一。它不仅 能探测表面以及深度的化学组成，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。
最新第八章 X射线光电子能谱(XPS) 有机波谱分析课件ppt课件
➢ 内层电子一方面受到原子核强烈的库仑作用而具有一定的结 合能，另一方面又受到外层电子的屏蔽作用。当外层电子密 度减少时，屏蔽作用将减弱，内层电子的结合能增加；反之 则结合能将减少。因此当被测原子的氧化价态增加，或与电 负性大的原子结合时，都导致其XPS峰将向结合能的增加方向 位移。
三氟化乙酸乙脂中四个不同C原子的C1s谱线。
诊断标准
下列症状中三项： ①发热 ②咽峡炎 ③颈淋巴结肿大 ④肝脏肿大 ⑤脾脏肿大
X-ray penetration depth ~1mm. Electrons can be excited in this entire volume.
Electrons are extracted only from a narrow solid angle.
10 nm 1 mm2
X-ray excitation area ~1x1 cm2. Electrons are emitted from this entire area
– EB病毒感染可导致免疫功能紊乱，发生与免疫系统功能紊乱相 关的多种疾病如淋巴瘤、传染性单核细胞增多症及类风湿关节 炎等 。
流行病学
传染源：带病毒者及病人为本病的传染源。 传播途径：经口鼻密切接触为主要传播途径，也可经飞沫（次要）
及输血传播（偶可发生）。 易感人群：人群普遍易感。但儿童青少年更多见。病后可获得持
久免疫，第二次发病不常见。
病因学
EB病毒为本病的病原，电镜下EB病毒的形态 结构与疱疹病毒组的其他病毒相似，但抗原性 不同。EB病毒为DNA病毒。
发病机理
EBV B淋巴细胞受体
咽扁桃体B淋巴细胞和 口腔上皮细胞
复制
细胞破坏
B淋巴细胞血液 唾液腺（腮腺）
三氟化乙酸乙脂中四个不同C原子的C1s谱线。
诊断标准
下列症状中三项： ①发热 ②咽峡炎 ③颈淋巴结肿大 ④肝脏肿大 ⑤脾脏肿大
X-ray penetration depth ~1mm. Electrons can be excited in this entire volume.
Electrons are extracted only from a narrow solid angle.
10 nm 1 mm2
X-ray excitation area ~1x1 cm2. Electrons are emitted from this entire area
– EB病毒感染可导致免疫功能紊乱，发生与免疫系统功能紊乱相 关的多种疾病如淋巴瘤、传染性单核细胞增多症及类风湿关节 炎等 。
流行病学
传染源：带病毒者及病人为本病的传染源。 传播途径：经口鼻密切接触为主要传播途径，也可经飞沫（次要）
及输血传播（偶可发生）。 易感人群：人群普遍易感。但儿童青少年更多见。病后可获得持
久免疫，第二次发病不常见。
病因学
EB病毒为本病的病原，电镜下EB病毒的形态 结构与疱疹病毒组的其他病毒相似，但抗原性 不同。EB病毒为DNA病毒。
发病机理
EBV B淋巴细胞受体
咽扁桃体B淋巴细胞和 口腔上皮细胞
复制
细胞破坏
B淋巴细胞血液 唾液腺（腮腺）
XPS和俄歇电子能谱ppt
xps和俄歇电子能谱
xx年xx月xx日
目录
contents
引言xps技术的基本原理aes技术的基本原理xps和aes技术的应用案例xps和aes技术的前景展望
01
引言
1
xps和aes技术的简介
2
3
XPS（X射线光电子能谱）和AES（俄歇电子能谱）是表面科学中常用的两种技术。
XPS用于测量样品表面的元素组成和化学状态，而AES则用于测量表面不同深度层次上的元素组成和化学状态。
太阳能电池
XPS和AES可以用于分析太阳能电池表面的元素组成和化学状态，以优化太阳能电池的性能。
xps和aes技术在新能源领域的应用
锂离子电池
XPS和AES可以用于分析锂离子电池正负极材料的元素组成、化学状态和界面反应，以优化电池性能和寿命。
燃料电池
XPS和AES可以用于分析燃料电池催化剂的元素组成、化学状态和表面反应，以提高燃料电池的效率和稳定性。
俄歇电子能谱的作用S技术的优点包括：高分辨率、高灵敏度、能够提供元素的化学态和电子态信息等。但是，AES技术也存在一些缺点，例如样品制备复杂、测试成本高、测试时间长等。此外，对于某些元素，如氢、氦等，AES技术的检测限较高。
03
aes技术的基本原理
AES（Auger Electron Spectroscopy）是一种表面分析技术，它通过测量俄歇电子的能量分布来推断样品表面的元素组成和化学状态。俄歇电子是高能电子与样品原子或分子相互作用后，从样品中发射出的次级电子。AES技术利用能量分析器测量俄歇电子的能量分布，以获得样品的化学信息。
xps技术在材料表面分析中的应用
03
表面掺杂
AES可以用于改变材料表面的元素组成，如掺杂金属或非金属元素，以改变材料的性质。
XPS仪器及基础分析讲义 ppt课件
Eb＝hν-Ec-Ws
可见，当入射X射线能量一定后，若测出功函数和电子的动 能，即可求出电子的结合能。由于只有表面处的光电子才能 从固体中逸出，因而测得的电子结合能必然反应了表面化学 成份的情况。这正是光电子能谱仪的基本测试原理。
ppt课件
5
仪器组成
一台X射线光电子能谱仪(简称XPS能谱仪)由 下列几部分组成：真空室及与其相联的抽气 系统；样品引进和操作系统；X射线源；电 子能量分析器及与其相联的输入(或传输)电 子光学透镜系统；电子检测系统及基于PC机 或工作站的服务性数据处理系统。
(4)进行应用研究和基础研究的真空条件；
(5)化学位移效应。
现就这些问题讨论如下，重点是比较化学分
析光电子能谱法同其它方法的相同点和不同
点。
ppt课件
9
可以认为化学分析光电子能谱法是一种非破 坏性的方法，因为用来激发光电子能谱的X 射线束对多数材料没有什么损坏，特别是同 那些靠离子或电子轰击表面的分析方法相比 更是如此。
如果需要深度分布信息，那么最好是方法本身就具 有深度分析能力。然而，如要测量产生微弱信号的 痕量物质．那么，在一个不随实验时间变化的表面 上能够取得信号的平均值大概就是非常可贵的了。 当实在要求深度分布信息时，可以使用带有溅射装 置的化学分析光电子能谱。为某一特殊应用选择实 验方法时，总耍考虑由它们组合起来的一些折衷方 案。
ppt课件
3
XPS的主要特点是它能在不太高的真空度下
进行表面分析研究，这是其它方法都做不到 的。当用电子束激发时，如用AES法，必须 使用超高真空，以防止样品上形成碳的沉积 物而掩盖被测表面。X射线比较柔和的特性 使我们有可能在中等真空程度下对表面观察 若干小时而不会影响测试结果。
可见，当入射X射线能量一定后，若测出功函数和电子的动 能，即可求出电子的结合能。由于只有表面处的光电子才能 从固体中逸出，因而测得的电子结合能必然反应了表面化学 成份的情况。这正是光电子能谱仪的基本测试原理。
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仪器组成
一台X射线光电子能谱仪(简称XPS能谱仪)由 下列几部分组成：真空室及与其相联的抽气 系统；样品引进和操作系统；X射线源；电 子能量分析器及与其相联的输入(或传输)电 子光学透镜系统；电子检测系统及基于PC机 或工作站的服务性数据处理系统。
(4)进行应用研究和基础研究的真空条件；
(5)化学位移效应。
现就这些问题讨论如下，重点是比较化学分
析光电子能谱法同其它方法的相同点和不同
点。
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9
可以认为化学分析光电子能谱法是一种非破 坏性的方法，因为用来激发光电子能谱的X 射线束对多数材料没有什么损坏，特别是同 那些靠离子或电子轰击表面的分析方法相比 更是如此。
如果需要深度分布信息，那么最好是方法本身就具 有深度分析能力。然而，如要测量产生微弱信号的 痕量物质．那么，在一个不随实验时间变化的表面 上能够取得信号的平均值大概就是非常可贵的了。 当实在要求深度分布信息时，可以使用带有溅射装 置的化学分析光电子能谱。为某一特殊应用选择实 验方法时，总耍考虑由它们组合起来的一些折衷方 案。
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XPS的主要特点是它能在不太高的真空度下
进行表面分析研究，这是其它方法都做不到 的。当用电子束激发时，如用AES法，必须 使用超高真空，以防止样品上形成碳的沉积 物而掩盖被测表面。X射线比较柔和的特性 使我们有可能在中等真空程度下对表面观察 若干小时而不会影响测试结果。
表界面分析(XPS)ppt课件
一般来讲，当外层电子密度减少时，电子屏蔽作用减 弱，内层电子结合能增加；反之减少。
② 可用电荷势能模型解释。设有两个原子 A和B，当相距很远时，无化学位移可 言。当两者靠近时，设A的一个价电子 向B转移，表示如下：A+B → A+B-
• 式中，A+的价电子层较A失去一个电子 ，XPS测定A+的电子结合能较A升高E ，元素即的化化学学价位态移分正析是向XP移S分动析的E最重；要B的-应的用价之电一。 子层较B得到一个电子，XPS测得的B-
一、XPS概述
• XPS是用一束特征波长(能量hν)的X射线，激 发材料中有关原子轨道的电子，被击出的 电子成为光电子，光电子的动能(Ek)大小与 具体元素及其轨道结合能(Eb)存在对应关系 ，三者满足Einstein光电发射定律：
• E = hν- E
• 对于导电固体，Ek = hν- EB- Ws • 对于非导电固体，Ek = hν- EB- Ws+Ec
通常：取样深度 d = 3 ；
③ XPS电子的结合能:
• 结合能是指在某一元素的原子结构中某 一轨道电子和原子核结合的能量。结合 能与元素种类以及所处的原子轨道有关 ，能量是量子化的。结合能反映了原子 结构中轨道电子的信息。
• 对于气态分子，结合能就等于某个轨道
பைடு நூலகம்
• 结合能的理想解释
1. 光子和原子碰撞产生相互作用 2. 原子轨道上的电子被激发出来 3. 激发出的电子克服仪器功函进
， a) 主量子数小的壳层的峰比主量子数大的峰强，1s>2s谱带强度
； b) 同一壳层，角量子数大者峰强；
（4）固体表面谱线展宽：由于激发态寿 命的不确定性引起谱线展宽，寿命展宽约 为0.05~5eV。来自高结合能的内能级光 电发射的寿命展宽大于低结合能的价带光 发射。
② 可用电荷势能模型解释。设有两个原子 A和B，当相距很远时，无化学位移可 言。当两者靠近时，设A的一个价电子 向B转移，表示如下：A+B → A+B-
• 式中，A+的价电子层较A失去一个电子 ，XPS测定A+的电子结合能较A升高E ，元素即的化化学学价位态移分正析是向XP移S分动析的E最重；要B的-应的用价之电一。 子层较B得到一个电子，XPS测得的B-
一、XPS概述
• XPS是用一束特征波长(能量hν)的X射线，激 发材料中有关原子轨道的电子，被击出的 电子成为光电子，光电子的动能(Ek)大小与 具体元素及其轨道结合能(Eb)存在对应关系 ，三者满足Einstein光电发射定律：
• E = hν- E
• 对于导电固体，Ek = hν- EB- Ws • 对于非导电固体，Ek = hν- EB- Ws+Ec
通常：取样深度 d = 3 ；
③ XPS电子的结合能:
• 结合能是指在某一元素的原子结构中某 一轨道电子和原子核结合的能量。结合 能与元素种类以及所处的原子轨道有关 ，能量是量子化的。结合能反映了原子 结构中轨道电子的信息。
• 对于气态分子，结合能就等于某个轨道
பைடு நூலகம்
• 结合能的理想解释
1. 光子和原子碰撞产生相互作用 2. 原子轨道上的电子被激发出来 3. 激发出的电子克服仪器功函进
， a) 主量子数小的壳层的峰比主量子数大的峰强，1s>2s谱带强度
； b) 同一壳层，角量子数大者峰强；
（4）固体表面谱线展宽：由于激发态寿 命的不确定性引起谱线展宽，寿命展宽约 为0.05~5eV。来自高结合能的内能级光 电发射的寿命展宽大于低结合能的价带光 发射。
最新XPS谱图分析[分享]课件PPT
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治疗
• 另外给予一定的支持治疗较好，如对症的 止咳药，雾化吸入，低流量吸氧等。
• 谢谢！
▲有时胸片尚未发现异常，而肺功能检查已 显示变化。
X线表现
• 多数于停止放疗一月后，肺部出阴影。
X线表现
• 急性期在照射的肺野上出现弥温性片状模 糊阴影，其间隐约可见网状影，酷似支气 管肺炎或肺水肿。
X线表现
• 病变的范围与胸廓表面照射野一致。
X线表现
• 慢性发生肺纤维化，呈条索状或团块状收 缩或局限性肺不张。
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
XPS谱图分析-鬼线
• XPS中出现的难以解释 的光电子线
• 来源： • 阳极材料不纯或被污
染，有部分X射线来自 杂质微量元素；
XPS谱图分析-谱线的识别流程
• 因C, O是经常出现的，所以首先识别C, O的光电子谱线，Auger线及属于C, O的 其他类型的谱线
• 轻者无症状，炎症可自行消散； • 重者肺脏发生广泛纤维化，导致呼吸功能
损害，甚致呼吸衰竭。
症状
• 常有刺激性、干性咳嗽、伴气急、心悸和 胸痛，不发热或低热、偶有高热。
症状
• 气急随肺纤维化加重呈进行性加剧、容易 产生呼吸道感染而加重呼吸道症状。
• 并发放射性食管炎时出现吞咽困难。 • 若放射损伤肋骨，产生肋骨骨折，局部有
无益而有害。
治疗
★注意加用抗生素及制酸治疗。 • 由于放射性肺炎常伴有继发感染，及时大
剂量使用抗生素是需要的。 • 抗生素的选择应据感染的菌种和药敏结果
而定。
治疗
• 当心如果足量抗生素及激素使用后病情仍 未得到缓解，需警惕真菌感染。
X射线光电子能谱XPS介绍及分析幻灯片课件
XPS定性分析依据 • XPS产生的光电子的结合能仅与元素种类以及
所激发的原子轨道有关。特定元素的特定轨道 产生的光电子能量是固定的，依据其结合能就 可以标定元素；
• 从理论上，可以分析除H，He以外的所有元素， 并且是一次全分析，范围非常广。
清华大学化学系材料与表面实验室
14
XPS定性分析方法
• 最常用的分析方法，一般利用XPS谱仪的宽扫描程序。为 了提高定性分析的灵敏度，一般应加大通能，提高信噪比
12
荷电的校准
• 在实际的XPS分析中，一般采用内标法进 行校准。通常有金内标法和碳内标法；
• 最常用的方法是用真空系统中最常见的有 机污染碳的C 1s的结合能为284.6 eV， 进行校准。
• 也可以利用检测材料中已知状态元素的结 合能进行校准。
清华大XPS的定性分析
• Seah和Denc h在总结了350多种材料的基础上，统计出的 经验公式。
• Ashley有关聚合物的经验公式 ，M为聚合物重复单元的摩 尔质量；n为重复单元中价电子数目；ρ为体积密度。适合 光电子动能为100-1000eV的范围
清华大学化学系材料与表面实验室
27
清华大学化学系材料与表面实验室
X射线光电子能谱XPS介绍及分 析
前言
• XPS样品的制备和前处理 • XPS实验方法的种类和重要性 • XPS分析方法的种类和重要性 • XPS的信息来源及适用范围
清华大学化学系材料与表面实验室
2
样品的制备
• X射线光电子能谱仪对待分析的样品有特殊的要 求，在通常情况下只能对固体样品进行分析。
• 对于无机污染物，可以采用表面打磨以及离子束 溅射的方法来清洁样品。
• 为了保证样品表面不被氧化，一般采用自然干燥。
所激发的原子轨道有关。特定元素的特定轨道 产生的光电子能量是固定的，依据其结合能就 可以标定元素；
• 从理论上，可以分析除H，He以外的所有元素， 并且是一次全分析，范围非常广。
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XPS定性分析方法
• 最常用的分析方法，一般利用XPS谱仪的宽扫描程序。为 了提高定性分析的灵敏度，一般应加大通能，提高信噪比
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荷电的校准
• 在实际的XPS分析中，一般采用内标法进 行校准。通常有金内标法和碳内标法；
• 最常用的方法是用真空系统中最常见的有 机污染碳的C 1s的结合能为284.6 eV， 进行校准。
• 也可以利用检测材料中已知状态元素的结 合能进行校准。
清华大XPS的定性分析
• Seah和Denc h在总结了350多种材料的基础上，统计出的 经验公式。
• Ashley有关聚合物的经验公式 ，M为聚合物重复单元的摩 尔质量；n为重复单元中价电子数目；ρ为体积密度。适合 光电子动能为100-1000eV的范围
清华大学化学系材料与表面实验室
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清华大学化学系材料与表面实验室
X射线光电子能谱XPS介绍及分 析
前言
• XPS样品的制备和前处理 • XPS实验方法的种类和重要性 • XPS分析方法的种类和重要性 • XPS的信息来源及适用范围
清华大学化学系材料与表面实验室
2
样品的制备
• X射线光电子能谱仪对待分析的样品有特殊的要 求，在通常情况下只能对固体样品进行分析。
• 对于无机污染物，可以采用表面打磨以及离子束 溅射的方法来清洁样品。
• 为了保证样品表面不被氧化，一般采用自然干燥。
XPS的应用及举例解析PPT课件
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 给 这 种 谱 仪 取 名 为 化 学 分 析 电 子 能 谱 (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)，简称为“ESCA”，这一称谓仍在 分析领域内广泛使用。
比一般为一定值。p峰的强度比为1:2；d线为2:3；f线为3:4。 对于p峰，特别是4p线，其强度比可能小于1:2。
.
21
XPS XPS分析方法
6.2 化合态识别
➢ 在XPS的应用中，化合态的识别是最主要的用途之一。识别化合 态的主要方法就是测量X射线光电子谱的峰位位移。
➢ 对于半导体、绝缘体，在测量化学位移前应首先决定荷电效应对 峰位位移的影响。
Kinetic Energy
EV
EF
Binding Energy
.
Characteristic Photoelectron
Valance band
h
Core levels
5
XPS 光电效应
根据Einstein的能量关系式有：h = EB + EK
.
6
XPS的仪器Instrumentation for XPS
.
9
例：试作出在Mg Ka ( h = 1253.6 eV ) 作用下Na的XPS 示意谱图， Na的能级分布如 右图。 解：由KE = hv - BE ,
KE1s = ( 1253.6 - 1072 ) = 182 eV
KE2s = ( 1253.6 - 64 ) = 1190 eV
K.Siegbahn 给 这 种 谱 仪 取 名 为 化 学 分 析 电 子 能 谱 (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)，简称为“ESCA”，这一称谓仍在 分析领域内广泛使用。
比一般为一定值。p峰的强度比为1:2；d线为2:3；f线为3:4。 对于p峰，特别是4p线，其强度比可能小于1:2。
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XPS XPS分析方法
6.2 化合态识别
➢ 在XPS的应用中，化合态的识别是最主要的用途之一。识别化合 态的主要方法就是测量X射线光电子谱的峰位位移。
➢ 对于半导体、绝缘体，在测量化学位移前应首先决定荷电效应对 峰位位移的影响。
Kinetic Energy
EV
EF
Binding Energy
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Characteristic Photoelectron
Valance band
h
Core levels
5
XPS 光电效应
根据Einstein的能量关系式有：h = EB + EK
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XPS的仪器Instrumentation for XPS
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例：试作出在Mg Ka ( h = 1253.6 eV ) 作用下Na的XPS 示意谱图， Na的能级分布如 右图。 解：由KE = hv - BE ,
KE1s = ( 1253.6 - 1072 ) = 182 eV
KE2s = ( 1253.6 - 64 ) = 1190 eV
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XPS数据查询演，如
Mn
(3)选择数据类型，如 “Binding energy”（结合
能）
(7)点击，选择您所收谱的光谱量子 数，,如Mn2P3/2,然后点击search
注意：这里有很多数据（如 MnCl2，有2个标准参考值）， 查找否合您测的元素的结合能值， 然后进行对照，就可以知道该所 元素的化学状态。同一元素在同 一价态，由于周围化学环境不同 （如阴离子不同，或者配体不 同），那么所测到的结合能会有 一定的偏移。请根据您的样品成 分自己具体分析