X射線光電子能譜儀介紹光信息

X射線光電子能譜分析

X-rayPhotoelectronSpectroscopy主要內(nèi)容XPS簡(jiǎn)介XPS的發(fā)展史XPS的工作原理XPS的主要特點(diǎn)

XPS簡(jiǎn)介X射線光電子能譜分析法是用X射線作入射束，在與樣品表面原子相互作用后，將原子內(nèi)殼層電子激發(fā)電離，通過對(duì)結(jié)合能的計(jì)算并研究其變化規(guī)律來了解被測(cè)樣品所含元素及其化學(xué)狀態(tài)。這個(gè)特征X射線激發(fā)電離的電子稱為光電子。它不但用于化學(xué)元素分析，而且更廣泛地應(yīng)用于表面科學(xué)和材料科學(xué)。XPS的發(fā)展史1887年，海因里希·魯?shù)婪颉ず掌澃l(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)1905年，愛因斯坦解釋了該現(xiàn)象（并為此獲得了1921年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）。兩年后的1907年，P.D.Innes用倫琴管、亥姆霍茲線圈、磁場(chǎng)半球（電子能量分析儀）和照像平版做實(shí)驗(yàn)來記錄寬帶發(fā)射電子和速度的函數(shù)關(guān)系，他的實(shí)驗(yàn)事實(shí)上記錄了人類第一條X射線光電子能譜。XPS的研究由于二戰(zhàn)而中止第二次世界大戰(zhàn)后瑞典物理學(xué)家凱·西格巴恩和他在烏普薩拉的研究小組在研發(fā)XPS設(shè)備中獲得了多項(xiàng)重大進(jìn)展，并于1954年獲得了氯化鈉的首條高能高分辨X射線光電子能譜，顯示了XPS技術(shù)的強(qiáng)大潛力。1967年之后的幾年間，西格巴恩就XPS技術(shù)發(fā)表了一系列學(xué)術(shù)成果，使XPS的應(yīng)用被世人所公認(rèn)。1981年西格巴恩獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，以表彰他將XPS發(fā)展為一個(gè)重要分析技術(shù)所作出的杰出貢獻(xiàn)。工作原理一、設(shè)備組成光電子能譜儀主要由激發(fā)源、電子能量分析器、探測(cè)電子的監(jiān)測(cè)器和真空系統(tǒng)等幾個(gè)部分組成。工作原理可見，當(dāng)入射X射線能量一定，測(cè)出功函數(shù)和電子的動(dòng)能，即可求出電子的結(jié)合能。由于每種元素的電子結(jié)構(gòu)是獨(dú)特的，計(jì)算出Eb就可以判定元素的類型。由于只有表面處的光電子才能從固體中逸出，因而測(cè)得的電子結(jié)合能必然反應(yīng)了表面化學(xué)成份的情況。EK=hν-Eb-Φsp（Eb：電子結(jié)合能；Φsp：譜儀的功函數(shù)，一般為常數(shù)；EK：電子動(dòng)能，可實(shí)驗(yàn)測(cè)得；hν：X射線能量，已知）二、基本原理

由激發(fā)源發(fā)出的具有一定能量的X射線，電子束，紫外光，離子束或中子束作用于樣品表面時(shí)，可將樣品表面原子中不同能級(jí)的電子激發(fā)出來，產(chǎn)生光電子或俄歇電子等．這些自由電子帶有樣品表面信息，并具有特征動(dòng)能．通過能量分析器收集和研究它們的能量分布，經(jīng)檢測(cè)紀(jì)錄電子信號(hào)強(qiáng)度與電子能量的關(guān)系曲線．即為光電子能譜．

光源（X-ray）樣品電離放出光電子能量分析器檢測(cè)器工作原理記錄不同能量的電子數(shù)目掃描和記錄系統(tǒng)三、工作流程工作原理.PHI5800ESCA系統(tǒng)能量分析器真空泵組X射線光源計(jì)算機(jī)處理樣品腔主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)適用于固、液、氣體樣品能夠觀測(cè)化學(xué)位移，進(jìn)行原子結(jié)構(gòu)分析和化學(xué)鍵研究超微表面分析（深度約20?