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簡介XPS的發(fā)展史XPS的工作原理XPS的主要特點(diǎn)

XPS簡介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，通過對結(jié)合能的計(jì)算并研究其變化規(guī)律來了解被測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、探測電子的監(jiān)測器和真空系統(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?