光电子能谱分析PPT讲稿.ppt

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1、光电子能谱分析光电子能谱分析第1页，共43页，编辑于2022年，星期四表面层：表面层：固体最外层固体最外层(1(110个原子个原子)。吸吸附附层层：吸吸附附在在表表面面层层上上面面的的原原子子、分子、离子或其他覆盖层。分子、离子或其他覆盖层。剥离出的新表面层：剥离出的新表面层：(内层内层剥离剥离）电电子子能能谱谱分分析析：是是一一种种研研究究物物质质表表面面的的性性质质和和状状态的态的表面分析表面分析方法。方法。5.15.1概概 述述1nm几几nm (max10nm)o指指用用某某种种粒粒子子（电电子子、离离子子、中中性性粒粒子子、光光子子）做做辐辐射射源源轰轰击击样样品品，使使样样品品受受激

2、激放放出出二二次次粒粒子子，测测量量这这些些二二次次粒粒子子的的能能量和性质。量和性质。o通通过过与与已已知知元元素素的的原原子子或或离离子子的的不不同同壳壳层层的的电电子子的的能能量量相相比比较较，就就可可确确定定未未知知样品表层中原子或离子的组成和状态。样品表层中原子或离子的组成和状态。第2页，共43页，编辑于2022年，星期四表面分析的种类：表面分析的种类：简 写激发源二次粒子信号光电子能谱（常称X光电子能谱XPS）(XPS)X-ray Photoelectron SpectroscopyX-ray内壳层电子俄歇电子能谱(AES)Auger Electron Spectroscopy电子

3、、X-rayAuger电子紫外光电子能谱(UPS)Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy;紫外光、电子价电子离子探针显微分析(SIMS)Secondary Ion Mass Specrometry离子离子X光光电电子子能能谱谱或或称称电电子子能能谱谱化化学学分分析析（ESCA-Electron Spectroschemistry Analysis），是是用用X-ray作作激激发发源源轰轰击击出出样样品品元元素素的的内内层层电电子子，并并直直接接测测量量二二次次电电子子的的能能量量，这这种种能能量量表表现现为为元元素素内内层层电电子子结结合合能能EbEb随随

4、元元素素而而不不同同，并且有较高分辨力，因此可用作元素分析。并且有较高分辨力，因此可用作元素分析。第3页，共43页，编辑于2022年，星期四X光电子能谱分析的创立光电子能谱分析的创立XPS是是由由瑞瑞典典皇皇家家科科学学院院院院士士K.Siegbahn教教授授领领导导的的研研究究小小组组创创立的，并于立的，并于19541954年年年年研制出世界上第一台光电子能谱仪。研制出世界上第一台光电子能谱仪。oNa2S2O3的XPS谱图有两个完全分离的S2p峰；oNa2SO4的XPS谱图有一个S2p峰；oNa2S2O3中的两个S原子（+6价和-2价）周围的化化学学环环境境不不同同，从而造成二者内层电子结合

5、能显著不同。第4页，共43页，编辑于2022年，星期四n表面层表面层(包括吸附层包括吸附层)的的化学成分化学成分（除氢元素以外）（除氢元素以外）。n表面层元素所处的表面层元素所处的原子状态、价态、分子结构原子状态、价态、分子结构等等信息。信息。n表面层物质的状态，如氧化态、腐蚀状态、表面表面层物质的状态，如氧化态、腐蚀状态、表面反应生成物等。反应生成物等。表面分析可以得到的信息：表面分析可以得到的信息：第5页，共43页，编辑于2022年，星期四5.2 5.2 光电子能谱的基本原理光电子能谱的基本原理能量关系可表示：能量关系可表示：原子的反冲能量忽略忽略 (0.1eV(0.1eV）得）得电子结合

6、能电子动能光电效应过程一、光与物质的相互作用一、光与物质的相互作用若若hv该电子结合能该电子结合能Eb，则此电子将脱离原来受束缚的能级，则此电子将脱离原来受束缚的能级，剩余的光子能量转化为该电子的动能剩余的光子能量转化为该电子的动能Ek。第6页，共43页，编辑于2022年，星期四光电子发射可以分为三个过程，即：光电子发射可以分为三个过程，即：电子因光吸收而激发；电子因光吸收而激发；释放出的电子向固体表面移动；释放出的电子向固体表面移动；克服表面势场而射出克服表面势场而射出脱离固体表面。脱离固体表面。其中过程其中过程与电子的逸出深度和能量有关，而过程与电子的逸出深度和能量有关，而过程则与化学位移

7、有关。则与化学位移有关。第7页，共43页，编辑于2022年，星期四二、光电子能谱测量原理二、光电子能谱测量原理对固体样品，必须对固体样品，必须考虑晶体势场和表考虑晶体势场和表面势场对光电子的面势场对光电子的束缚作用，通常选束缚作用，通常选取取费米能级费米能级为为 的的参考点。参考点。0k时固体能带中充满电子的最高能级对孤立原子或分子，对孤立原子或分子，就是把电子从所在轨道移就是把电子从所在轨道移到真空需的能量，是以到真空需的能量，是以真空能级真空能级为能量零点的。为能量零点的。电子由费米能级进入自由电子能级所需的能量，即克服功函数内层电子跃迁到费米能级所需的能量自由电子所具有的动能第8页，共4

8、3页，编辑于2022年，星期四功函数为防止样品上正电荷积累，固体样品必须保持和谱为防止样品上正电荷积累，固体样品必须保持和谱仪的仪的良好电接触良好电接触，两者费米能级一致。，两者费米能级一致。实际测到的电子动能为：实际测到的电子动能为：仪器功函数可测定，已知第9页，共43页，编辑于2022年，星期四由于化合物结构变化和元素氧化状态变化引起谱峰有规律的位移称为化学位移。化学位移现象起因及规律：化学位移现象起因及规律：o内层电子一方面受到原子核强烈库仑作用而具有一定结合能，另一方面又受到外层电子的屏蔽作用。o外层电子密度，屏蔽作用，内层电子结合能；o外层电子密度，屏蔽作用，内层电子结合能。o因此当

9、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峰将向结合能增加方向位移。三、化学位移三、化学位移第10页，共43页，编辑于2022年，星期四（1）化学位移与元素电负性的关系化学位移与元素电负性的关系影响较大影响较大例如，例如，用卤族元素用卤族元素X取代取代CH4中的中的H卤族元素卤族元素X的电负性大于的电负性大于H的电负性的电负性造成造成C原子周围负电荷密度较未取代前有所降低原子周围负电荷密度较未取代前有所降低这时这时C的的1s电子同原子核结合更紧，电子同原子核结合更紧，即即C1s结合能提高。结合能提高。oC1s的结合能随的结合能随X取代数目的增加而增大；取代数目的增加而增大

10、；oC1s的结合能还和电负性差成正比。的结合能还和电负性差成正比。结论：取代基的电负性愈大，取代数愈多，它吸引电子后使碳原子变得更正，因而内层C1s电子结合能越大。第11页，共43页，编辑于2022年，星期四（2）化学位移与原子氧化态的关系）化学位移与原子氧化态的关系原子内壳层电子的原子内壳层电子的 结合能结合能 随随 原子氧化态原子氧化态 增高而增大；增高而增大；氧化态愈高，化学位移也愈大。氧化态愈高，化学位移也愈大。从从一一个个原原子子中中移移去去一一个个电电子子所所需需能能量量（Eb）随原子中正电荷增加而增加。随原子中正电荷增加而增加。（正电荷（正电荷，吸引电子能力，吸引电子能力，Eb

11、）第12页，共43页，编辑于2022年，星期四举例举例金属金属Be氧化氧化金属金属Be的的1s电子结合能为电子结合能为110eV。实测金属实测金属Be的光电子能谱则有的光电子能谱则有分裂峰分裂峰分裂峰分裂峰，二者能量差，二者能量差2.9 0.leV。其中其中110.0eV的峰值对应的是金属的峰值对应的是金属Be（Bels），），另一能量稍大的峰值对应的是另一能量稍大的峰值对应的是BeO的的Bels。说明说明Be在氧化后，会使在氧化后，会使Bels电子的结合能增大。电子的结合能增大。注意：原子氧化态与结合能位移之间并不存在数值上的绝对关系，在测得某原子的结合能之后，还应当与标准数据或谱线对照，以

12、便正确地得出各种氧化态与化学位移的对应关系。原子内壳层的电子结合能随化学环境而变化，反映在光电子原子内壳层的电子结合能随化学环境而变化，反映在光电子能谱图上就是能谱图上就是结合能谱线位置发生位移结合能谱线位置发生位移。第13页，共43页，编辑于2022年，星期四一、光电子能谱仪一、光电子能谱仪主要由主要由激发光源激发光源、光电子能量分析器光电子能量分析器、探测和记录系探测和记录系统统及及真空系统真空系统等几部分组成。等几部分组成。5.3 5.3 光电子能谱实验技术光电子能谱实验技术第14页，共43页，编辑于2022年，星期四XPS的仪器Instrumentation for XPS光电子能谱仪

13、示意图第15页，共43页，编辑于2022年，星期四Instrumentation for XPSInstrumentation for XPS光电子能谱仪照片光电子能谱仪照片第16页，共43页，编辑于2022年，星期四1.1.激发光源激发光源电子能谱仪通常采用的激发源有三种：X射线源、真空紫外灯 和 电子枪。商品谱仪中将这些激发源组装在同一个样品室中，成为一个多种功能的综合能谱仪。常用于电子能谱的常用于电子能谱的X X射线激发源射线激发源用于用于X光电子能谱的激发源是特征光电子能谱的激发源是特征X射线。射线。第17页，共43页，编辑于2022年，星期四射线源射线源XPS中中最最常常用用的的X射

14、射线线源源主主要要由由灯灯丝丝、栅栅极极和和阳阳极极靶靶构构成。成。双阳极双阳极X X射线源示意图射线源示意图 要获得高分辨谱图和减少伴要获得高分辨谱图和减少伴峰的干扰，峰的干扰，可以采用射线单色器可以采用射线单色器来实现来实现。即用球面弯曲的石英。即用球面弯曲的石英晶体制成，能够使来自晶体制成，能够使来自X X射线射线源的光线产生衍射和源的光线产生衍射和“聚焦聚焦”，从而去掉伴线和韧致辐射，并降，从而去掉伴线和韧致辐射，并降低能量宽度，提高谱仪的分辨率。低能量宽度，提高谱仪的分辨率。第18页，共43页，编辑于2022年，星期四2.2.光电子能量分析器光电子能量分析器其作用是探测样品发射出来的

15、不同能量电子的相对强度。其作用是探测样品发射出来的不同能量电子的相对强度。它必须在高真空条件下工作即压力要低于它必须在高真空条件下工作即压力要低于1010-3-3帕，以便尽量减少帕，以便尽量减少电子与分析器中残余气体分子碰撞的几率。电子与分析器中残余气体分子碰撞的几率。磁场式分析器磁场式分析器半球形分析器半球形分析器筒镜分析器筒镜分析器静电式分析器静电式分析器 光电子能量分析器第19页，共43页，编辑于2022年，星期四半球形电子能量分析器半球形电子能量分析器 图图 半球形电子能量分析器示意图半球形电子能量分析器示意图第20页，共43页，编辑于2022年，星期四 筒镜形电子能量分析器筒镜形电子

16、能量分析器 图图 镜筒分析器镜筒分析器示意图示意图第21页，共43页，编辑于2022年，星期四3.3.检测器检测器检测器通常为检测器通常为单通道电子倍增器单通道电子倍增器和和多通道倍增器多通道倍增器。光电子或俄歇电子光电子或俄歇电子流流倍增器倍增器通道电子倍增器是一种采用通道电子倍增器是一种采用连续连续倍增倍增电极表面（管状通道内壁电极表面（管状通道内壁涂一层高阻抗材料的薄膜）静涂一层高阻抗材料的薄膜）静电器件。内壁具有电器件。内壁具有二次发射二次发射性性能。电子进入器件后在通道内能。电子进入器件后在通道内连续倍增连续倍增，增益可达，增益可达 109。多多通通道道检检测测器器是是由由多多个个微

17、微型型单单通通道道电电子子倍倍增增器器组组合合在在一一起起而而制制成成的的一一种种大大面面积积检检测测器器，也也 称称 位位 敏敏 检检 测测 器器（PSD）或多阵列检测器。）或多阵列检测器。第22页，共43页，编辑于2022年，星期四4.4.真空系统真空系统电子能谱仪的真空系统有两个基本功能。电子能谱仪的真空系统有两个基本功能。o使样品室和分析器保持一使样品室和分析器保持一定真空度定真空度o使样品发射出来的电子使样品发射出来的电子的的平均自由程平均自由程相对于谱仪相对于谱仪内部尺寸内部尺寸足够大足够大o减少电子在运动过程中减少电子在运动过程中同残留气体分子同残留气体分子发生碰撞发生碰撞而损失

18、信号强度而损失信号强度。o降低活性残余气体的分压降低活性残余气体的分压。o因因在在记记录录谱谱图图所所必必需需时时间间内内，残残留留气气体体会会吸吸附附到到样样品品表表面面，甚甚至至可可能能和和样样品品发发生生化化学学反反应应，从从而而影影响响电电子子从从样样品品表表面面发发射射并并产产生生外外来来干干扰谱线。扰谱线。298K吸附一层气体分子所需时间吸附一层气体分子所需时间10-4Pa时为时为1秒；秒；10-7Pa时为时为1000秒秒12第23页，共43页，编辑于2022年，星期四二、样品测定二、样品测定样品处理样品处理气体气体液体液体固体固体采用差分抽气的方法把气体引进样品室直采用差分抽气的

19、方法把气体引进样品室直接进行测定接进行测定块块状状：直直接接夹夹或或粘粘在在样样品品托托上上；粉粉末末：可可粘粘双双面面胶胶上上或或压压入入铟铟箔箔（或或金金属属网网）内内，也也可可压压片片后后再再固固定定在在样品托上。样品托上。（1 1）真空加热；）真空加热；（2 2）氩离子刻蚀。）氩离子刻蚀。电子能谱仪原则上可以分析电子能谱仪原则上可以分析固体、气体和液体固体、气体和液体样品。样品。校正或消除样品的荷电效应电中和法、内标电中和法、内标法和外标法法和外标法第24页，共43页，编辑于2022年，星期四o对对待待分分析析的的样样品品有有特特殊殊要要求求，通通常常情情况况下下只只能能对对固体样品固

20、体样品进行分析。进行分析。o由由于于涉涉及及到到样样品品在在超超高高真真空空中中的的传传递递和和分分析析，待分析的样品一般都需要经过一定的待分析的样品一般都需要经过一定的预处理预处理。o主主要要包包括括样样品品的的大大小小，粉粉体体样样品品的的处处理理,挥挥发发性性样样品品的的处处理理，表表面面污污染染样样品品及及带带有有微微弱弱磁磁性性的的样品的处理。样品的处理。样品制备样品制备第25页，共43页，编辑于2022年，星期四o在实验过程中样品必须通过在实验过程中样品必须通过传递杆传递杆，穿过，穿过超高超高真空隔离阀真空隔离阀，送进样品分析室。因此，样品的，送进样品分析室。因此，样品的尺寸必须符

21、合一定的大小规范。尺寸必须符合一定的大小规范。o对于块体样品和薄膜样品，其长宽最好小于对于块体样品和薄膜样品，其长宽最好小于10mm,高度小于高度小于5 mm。o对于体积较大的样品则必须通过适当方法制备对于体积较大的样品则必须通过适当方法制备成合适大小的样品。成合适大小的样品。o但在制备过程中，必须考虑到处理过程可能会但在制备过程中，必须考虑到处理过程可能会对表面成分和状态的影响。对表面成分和状态的影响。样品的大小样品的大小第26页，共43页，编辑于2022年，星期四 粉体样品粉体样品 o两种制样方法：双面胶带直接固定；两种制样方法：双面胶带直接固定；粉体样品压成薄片再固定。粉体样品压成薄片再

22、固定。o前者前者优点优点是制样方便、样品用量少、预抽到高真是制样方便、样品用量少、预抽到高真空的时间较短；空的时间较短；缺点缺点是可能会引进胶带的成分。是可能会引进胶带的成分。在普通的实验过程中，一般采用胶带法制样。在普通的实验过程中，一般采用胶带法制样。o后者后者优点优点是可在真空中对样品进行处理，如原位是可在真空中对样品进行处理，如原位和反应等，其信号强度要比胶带法高得多。和反应等，其信号强度要比胶带法高得多。缺点缺点是样品用量太大，抽到超高真空的时间太长。是样品用量太大，抽到超高真空的时间太长。第27页，共43页，编辑于2022年，星期四 挥发性材料挥发性材料o对对于于含含有有挥挥发发性

23、性物物质质的的样样品品，在在样样品品进进入入真空系统前必须清除掉挥发性物质。真空系统前必须清除掉挥发性物质。o一一般般可可以以通通过过对对样样品品加加热热或或用用溶溶剂剂清清洗洗等等方法。方法。o在在处处理理样样品品时时，应应该该保保证证样样品品中中的的成成份份不不发生、化学变化。发生、化学变化。第28页，共43页，编辑于2022年，星期四 污染样品污染样品o对于表面对于表面有油等有机物污染有油等有机物污染的样品，在进入的样品，在进入真空系统前必须用油溶性溶剂如环己烷，丙真空系统前必须用油溶性溶剂如环己烷，丙酮等清洗掉样品表面的油污。酮等清洗掉样品表面的油污。最后再用乙醇最后再用乙醇清洗掉有机

24、溶剂清洗掉有机溶剂。o对于无机污染物，可以采用表面打磨以及离对于无机污染物，可以采用表面打磨以及离子束溅射的方法来清洁样品。子束溅射的方法来清洁样品。o为了保证样品表面不被氧化，一般采用自然为了保证样品表面不被氧化，一般采用自然干燥。干燥。第29页，共43页，编辑于2022年，星期四 带有磁性的材料带有磁性的材料o光光电电子子带带负负电电荷荷，微微弱弱磁磁场场下下，也也可可发发生生偏偏转转。当当样样品品具具有有磁磁性性时时，由由样样品品表表面面出出射射的的光光电电子子就就会会在在磁磁场场的的作作用用下下偏偏离离接接收收角角，最最后后不不能能到到达达分分析器，因此，得不到正确的析器，因此，得不到

25、正确的XPS谱。谱。o此此外外，当当样样品品磁磁性性很很强强时时，还还有有可可能能使使分分析析器器头头及及样样品品架架磁磁化化的的危危险险，因因此此，绝绝对对禁禁止止带带有有磁磁性性的样品进入分析室的样品进入分析室。o一一般般对对于于具具有有弱弱磁磁性性的的样样品品，可可以以通通过过退退磁磁的的方方法法去去掉掉样样品品的的微微弱弱磁磁性性，然然后后就就可可以以像像正正常常样样品品一样分析。一样分析。第30页，共43页，编辑于2022年，星期四 样品的荷电及消除样品的荷电及消除 荷电的产生荷电的产生o对对于于绝绝缘缘体体样样品品或或导导电电性性能能不不好好的的样样品品，经经X射射线线辐辐照照后，

26、后，其表面会产生一定的电荷积累，其表面会产生一定的电荷积累，主要是荷主要是荷正电荷正电荷。o荷荷正正电电主主要要原原因因是是光光电电子子出出射射后后，在在样样品品表表面面积积累累的的正电荷不能得到电子的补充所引起的。正电荷不能得到电子的补充所引起的。o样样品品表表面面荷荷电电相相当当于于给给自自由由光光电电子子增增加加了了一一定定的的额额外外电电场场，使实测的结合能比正常的使实测的结合能比正常的要高要高。第31页，共43页，编辑于2022年，星期四荷电的消除荷电的消除 o样品荷电问题非常复杂，一般难以用某一种方样品荷电问题非常复杂，一般难以用某一种方法彻底消除。法彻底消除。o非单色非单色X射线

27、源的杂散射线源的杂散X射线可形成二次电子，射线可形成二次电子，构成荷电平衡。构成荷电平衡。（而单色（而单色X射线，荷电会很严重）射线，荷电会很严重）o表面蒸镀导电物质如金，碳等。表面蒸镀导电物质如金，碳等。（蒸镀厚度对结合能测定的影响；蒸镀物与样品相互作用的影响）（蒸镀厚度对结合能测定的影响；蒸镀物与样品相互作用的影响）o利用低能电子中和枪，辐照大量的低能电子到利用低能电子中和枪，辐照大量的低能电子到样品表面，中和正电荷。样品表面，中和正电荷。（如何控制电子流密度合适，不产生过中和现象。）（如何控制电子流密度合适，不产生过中和现象。）第32页，共43页，编辑于2022年，星期四荷电的校准荷电的

28、校准 o在实际的在实际的XPS分析中，一般采用分析中，一般采用内标法内标法进行进行校准。通常有校准。通常有金内标法金内标法和和碳内标法碳内标法；o最常用的方法是用真空系统中最常见的有机最常用的方法是用真空系统中最常见的有机物碳的物碳的C1s的结合能为的结合能为284.8 eV，进行校准。，进行校准。o也可以利用检测材料中已知状态元素的结合也可以利用检测材料中已知状态元素的结合能进行校准。能进行校准。第33页，共43页，编辑于2022年，星期四一、化学分析一、化学分析XPS的定性分析的定性分析 oXPS定性分析依据oXPS产生的光电子的产生的光电子的结合能结合能仅与元素种类以仅与元素种类以及所激

29、发的原子轨道有关。及所激发的原子轨道有关。特定元素的特定特定元素的特定轨道产生的光电子能量是固定的轨道产生的光电子能量是固定的，依据其结，依据其结合能就可以合能就可以标定元素标定元素；o从理论上，可以分析除从理论上，可以分析除H，He以外的所有元以外的所有元素，并且是一次全分析，范围非常广。素，并且是一次全分析，范围非常广。5.4 5.4 光电子能谱的应用光电子能谱的应用第34页，共43页，编辑于2022年，星期四XPSXPS定性分析定性分析谱图解析标志介绍元素鉴别第35页，共43页，编辑于2022年，星期四XPS定性分析方法定性分析方法o最最常常用用的的分分析析方方法法，一一般般利利用用XP

30、S谱谱仪仪的的宽宽扫扫描描程程序序。为为了了提提高高定定性性分分析析的的灵灵敏敏度度，一一般般应应加大通能，提高信噪比加大通能，提高信噪比。o通通常常XPS谱谱图图的的横横坐坐标标为为结结合合能能，纵纵坐坐标标为为光光电子的计数率电子的计数率。o在在分分析析谱谱图图时时，首首先先必必须须考考虑虑的的是是消消除除荷荷电电位位移移。对对于于金金属属和和半半导导体体样样品品几几乎乎不不会会荷荷电电，因因此此不不用用校校准准。但但对对于于绝绝缘缘样样品品，则则必必须须进进行行校校准准。因因为为，当当荷荷电电较较大大时时，会会导导致致结结合合能能位位置置有较大的偏移，导致错误判断。有较大的偏移，导致错误

31、判断。第36页，共43页，编辑于2022年，星期四XPS定性分析方法定性分析方法o在使用计算机自动标峰时，也会产生这种情况。在使用计算机自动标峰时，也会产生这种情况。o另外，还必须注意携上峰，卫星峰，俄歇峰等这另外，还必须注意携上峰，卫星峰，俄歇峰等这些伴峰对元素鉴定的影响。些伴峰对元素鉴定的影响。o一般来说只要该元素存在，其所有的强峰都应存一般来说只要该元素存在，其所有的强峰都应存在，否则应考虑是否为其他元素的干扰峰。在，否则应考虑是否为其他元素的干扰峰。o一般激发出来的光电子依据激发轨道的名称进行一般激发出来的光电子依据激发轨道的名称进行标记如标记如C1s，Cu2p等。等。第37页，共43

32、页，编辑于2022年，星期四XPS定性分析定性分析o由由于于X射射线线激激发发源源的的光光子子能能量量较较高高，可可同同时时激激发发出出多多个个原原子子轨轨道道的的光光电电子子，因因此此在在XPS谱谱图图上上会会出出现现多多组组谱谱峰峰。由由于于大大部部分分元元素素都都可可以以激激发发出出多多组组光光电电子子峰峰，因因此此可可以以利利用用这这些些峰峰排排除除能能量相近峰的干扰，非常有利于元素的定性标定。量相近峰的干扰，非常有利于元素的定性标定。o此此外外，由由于于相相近近原原子子序序数数的的元元素素激激发发出出的的光光电电子子的的结结合合能能有有较较大大的的差差异异，因因此此相相邻邻元元素素间

33、间的的干扰作用很小。干扰作用很小。第38页，共43页，编辑于2022年，星期四XPS定性分析定性分析o由由于于光光电电子子激激发发过过程程的的复复杂杂性性，在在XPS谱谱图图上上不不仅仅存存在在各各原原子子轨轨道道的的光光电电子子峰峰，同同时时还还存存在在部部分分轨轨道道的的自自旋旋裂裂分分峰峰，K 1,2产产生生的的卫卫星星峰峰，以以及及X射射线线激激发发的的俄俄歇歇峰峰等等。因因此此，在在定定性性分分析析时时必必须须注注意。意。o现现在在定定性性标标记记的的工工作作可可由由计计算算机机进进行行，但经常会发生标记错误，应加以注意。但经常会发生标记错误，应加以注意。第39页，共43页，编辑于2

34、022年，星期四XPS定量分析o影响谱峰强度的因素 n仪器因素；光电离过程的影响仪器因素；光电离过程的影响n光电离截面；样品影响光电离截面；样品影响 o光电子非弹性散射平均自由程 o 平均自由程；采样深度平均自由程；采样深度oXPS的定量计算n本底扣除；理论模型法；灵敏度因子法本底扣除；理论模型法；灵敏度因子法 第40页，共43页，编辑于2022年，星期四二、固体表面相的研究二、固体表面相的研究玻璃表面的研究 铅一硅玻璃被氢还原以后是一种二次电子发射材料，可制作某些新型电子倍增器件。铅存在三种状态，它们分别是Pb2+、Pb+和Pb原子和“小岛”式分布及相互间组成键使电子可能以跳跃式导电。图 还

35、原后铅玻璃的Pb4f谱线第41页，共43页，编辑于2022年，星期四水泥熟料中硅酸钙的水化表面 由于水泥熟料中的硅酸盐遇水后的水化过程发生在固-液界面，用光电子能谱研究表面的水化产物的组成，不仅可以了解它的成分变化，而且对硅酸钙的初期水化反应机理也提供了有价值的信息。C3S水水化化表表面面CaO/SiO2随随水水化时间的变化化时间的变化-C2S水水 化化 表表 面面 溅溅 射射 后后Ca/Si变化变化第42页，共43页，编辑于2022年，星期四三、化合物结构的鉴定三、化合物结构的鉴定 化合物的结构与它的物理、化学性能有密切关联，X射线光电子能谱可以直接测量原子内壳层电子的结合能化学位移，来研究化合物的化学键和电荷分布。两重双线代表两种不同化学环境的S原子，它们的S2P电子结合能之间有6.0eV的化学位移。这就是由于两种硫原子所处的化学环境不同而造成内壳层电子结合能的化学位移，利用它可以推测出化合物的结构。硫代硫酸钠的硫代硫酸钠的S S2p1/22p1/2和和S S2p3/22p3/2谱线谱线第43页，共43页，编辑于2022年，星期四