光电子能谱XPS教程文档ppt§8.1电子能谱的基本原理对固体样品，必须考虑晶体势场和表面势场对光电子的束缚作用，通常选取费米(Fermi)能级为的参考点。功函数特征：§8.2紫外光电子能谱(UPS)8.2.1谱图特征8.2.2振动精细结构CO的光电子能谱及其相关能级图O2和O2＋的分子轨道示意图自旋－轨道耦合的结果导致其能级发生分裂，形成两个具有不同能量的态，例如轨道量子数为，即得，它们的能量差值:8.2.4自旋－自旋耦合§8.3X射线光电子能谱（XPS）8.3.1谱图特征金属铝低结合能端的放大谱(精细结构)8.3.2化学位移化学位移现象起因及规律§8.4俄歇电子能谱(AES)8.4.1俄歇过程和俄歇电子能量俄歇跃迁能量的另一表达式为：8.4.2俄歇谱图8.4.3化学效应锰和氧化锰的俄歇电子谱2）当俄歇跃迁涉及到价电子能带时，情况就复杂了，这时俄歇电子位移和原子的化学环境就不存在简单的关系，不仅峰的位置会变化，而且峰的形状也会变化。3)能量损失机理导致的变化将改变俄歇峰低能侧的拖尾峰。§8.5电子能谱仪简介8.5.1激发源1.Ｘ射线源2.紫外光源3.电子源8.5.2电子能量分析器半球形电子能量分析器筒镜形电子能量分析器8.5.3检测器8.5.4真空系统右图是表面被氧化且有部分碳污染的金属铝的典型的图谱内壁具有二次发射性能。基本原理就是光电效应。采用差分抽气的方法把气体引进样品室直接进行测定Ni-B合金表面Ni、B、O的表面浓度与氩刻时间的关系3×10-4Pa×60s研究表明，表面组成和体相组成不同，这是由于发生表面富集或形成强的吸附键所导致的。298K吸附一层气体分子所需时间1电子能谱的基本原理高温退火后，合金稳定的表金属铝低结合能端的放大谱(精细结构)b1barO2、403K氧化1小时2紫外光电子能谱(UPS)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。对开壳层分子，当其它成对电子中一个被激发发射出来后，留下一个未配对电子。多通道检测器是由多个微型单通道电子倍增器组合在一起而制成的一种大面积检测器，也称位敏检测器（PSD）或多阵列检测器。粉末：可以粘在双面胶带上或压入铟箔（或金属网）内，也可以压成片再固定在样品托上。§8.6应用举例XPS是用X射线光子激发原子的内层电子发生电离，产生光电子，这些内层能级的结合能对特定的元素具有特定的值，因此通过测定电子的结合能和谱峰强度，可鉴定除H和He（因为它们没有内层能级）之外的全部元素以及元素的定量分析。8.6.1表面组成的分析样品的深度分析8.6.2化学状态的鉴定因在记录谱图所必需的时间内，残留气体会吸附到样品表面上，甚至有可能和样品发生化学反应，从而影响电子从样品表面上发射并产生外来干扰谱线。紫外光电子能谱仪中使用的高强度单色紫外线源常用稀有气体的放电共振灯提供。3X射线光电子能谱（XPS）1）俄歇跃迁不涉及价带，化学环境的不同将导致内层电子能级发生微小变化，造成俄歇电子能量微小变化，表现在俄歇电子谱图上，谱线位置有微小移动，这就是化学位移。采用差分抽气的方法把气体引进样品室直接进行测定与原来未配对电子的自旋相互作用可出现平行和反平行二种情况，从而有二种不同能量状态，并使光电子能量也不同，引起谱线的分裂。由于化合物结构的变化和元素氧化状态的变化引起谱峰有规律的位移称为化学位移700K退火5min.由于各种原子轨道中电子的结合能是一定的，因此XPS可用来测定固体表面的化学成分,一般又称为化学分析光电子能谱法（ElectronSpectroscopyforChemicalAnalysis，简称ESCA）。电子进入器件后在通道内连续倍增，增益可达109。3）有关电子激发和电荷转移的信息。粉末：可以粘在双面胶带上或压入铟箔（或金属网）内，也可以压成片再固定在样品托上。Ni-B合金表面Ni、B、O的表面浓度与氩刻时间的关系锰和氧化锰的俄歇电子谱从微分前俄歇谱的看出，这部分电子能量减小后迭加在俄歇峰的低能侧，把峰的前沿变成一个缓慢变化的斜坡，而峰的高能侧则保持原来的趋势不变。Ni-B合金表面Ni、B、O的表面浓度与氩刻时间的关系块状：直接夹在或粘在样品托上在样品托上；Ni-P合金的O1sXPS谱Ni-P合金的O1sXPS谱Ni-P合金中P的2pXPS谱氧吸附对表面B和Ni的影响8.6.3在催化研究中的应用MoO3/Al2O3催化剂的XPS谱感谢观看