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电子能谱学电子能谱学第5讲X射线光电子能谱的应用射线光电子能谱的应用朱永法清华大学化学系2002.10.22XPS的应用方面的应用方面无机物的鉴定有机物的鉴定分析化学应用表面化学应用材料研究应用催化研究应用电子材料研究机械材料研究薄膜功能材料研究2清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室3清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室XPS应用信息应用信息利用结合能进行定性分析利用化学位移进行价态分析利用强度信息进行定量分析利用表面敏感性进行深度分布分析 角分辨XPS方式Tougaard方式结合离子枪进行深度分布分析利用小面积XPS可进行元素成像分析4清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室无机物的研究定性分析元素定量分析自旋状态（过渡金属，稀土元素）分子结构及电子结构分析价态测定5清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室XPS研究金属元素的自旋状态研究金属元素的自旋状态四面体Co(+2)，高自旋，d7，s1八面体，反磁性Co（IIII），d66清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室多重裂分研究未成对电子多重裂分研究未成对电子孤对电子有关顺磁化合物7清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室多重裂分研究未成对电子多重裂分研究未成对电子辐照损伤多重裂分8清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室结合能与形式电荷的关系9清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室氧化态的研究10清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室氧化态的研究氧化态的研究11清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室配体的影响配体的影响12清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室无机结构测定无机结构测定研究基团的位置元素的化学环境13清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室XPS研究无机物的价带结构研究无机物的价带结构14清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室有机物和聚合物研究有机物和聚合物研究15清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室有机及聚合物分析特点可能会产生辐照损伤；有机溶剂的挥发检测深度要比金属和无机物深，30nm一般是不导电的，需要荷电校准可以分辨不同结构的元素16清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室17清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室1.定性分析元素组成2.初步判断元素环境3.依据谱图进行相对含量测定18清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室XPS定量分析高聚物成份19清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室20清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室21清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室表面处理对聚合物表面的影响表面处理对聚合物表面的影响表面处理对聚合物表面的影响表面处理对聚合物表面的影响22清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室聚合物的表面处理聚合物的表面处理23清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室表面处理对表面处理对表面处理对表面处理对C C原子环境的影响原子环境的影响原子环境的影响原子环境的影响24清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室携上峰信息25清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室价带峰信息26清华大学化学系材料与表面实验室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清华大学化学系材料与表面实验室28清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室催化剂研究催化剂表面元素的定性分析催化剂表面元素的含量分析催化剂表面元素的存在价态分析催化剂失活分析29清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室氢还原前后掺Pd TiO2薄膜的Pd 3d 谱 氢还原前后掺Pt TiO2薄膜的Pt 3d谱 30清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室Fig3.The XPS spectra of film catalyst poisoned at 500 for 1 h (A)Co 2p (B)S 2p31清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室薄膜材料研究Figure 1The Ti 2p spectra of PZT layer in PZT/Si and PZT/Pt(140 nm)/Si film sampleFigure 2The C 1s spectra of PZT layer in PZT/Si and PZT/Pt(140 nm)/Si film sample32清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室Figure 2The Si 2p spectra of PZT layer in PZT/Si and PZT/Pt(140 nm)/Si film sample33清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室纳米材料的合成34清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室XPS应用碳物种研究应用碳物种研究The XPS C 1s Spectra of C60 film during irradiation of Ar IonThe XPS VB Spectra of C60 film during irradiation of Ar IonA:C60 filmB:weak ion beam C:strong ion beam,30min D:210 min35清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室XPS应用碳物种研究应用碳物种研究The XPS C KLL Spectra of C60 film during irradiation of Ar IonA:C60 B:Spt.30 minC:spt.210 min 36清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室The C 1s spectra of Carbon nanotube during irradiation of Ar Ion The XPS VB spectra of carbon nanotube during irradiation of Ar ion beam 37清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室The XAES C KLL spectra of carbon nanotube during irradiation of Ar ionA:graphite B:carbon nanotube c:spt.30 min D:spt.210 min 38清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室XAES应用研究应用研究39清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室XAES和分散图研究和分散图研究F物种物种40清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室Cu腐蚀机理研究41清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室Cu腐蚀机理研究腐蚀机理研究42清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室XPS研究单层分散43清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室44清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室45清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室46清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室XPS研究自组装47清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室XPS研究深度剖析48清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室49清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室XPS应用表面电迁移应用表面电迁移Au/Si3N4体系电迁移前后Si 2p的ADXPS谱图 原始膜 b.电场作用5min后50清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室Au/Si3N4体系电迁移前后Au 4f的ADXPS谱图a.原始膜 b.电场作用5min后 51清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室Au/Si3N4体系电迁移前后N 1s的ADXPS谱图原始膜 b.电场作用5min后 52清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室摩擦化学摩擦化学53清华大学化学系材料与表面实验室清华大学化学系材料与表面实验室