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光电子能谱的原理及其在表面化学中的应用 不同配位，价态 总之，PES只是表面分析的一种手段，与其它表面分析技术组合使用才能, 氟硼酸铍钾（KBBF）连同硼铍酸锶（SBBO），偏硼酸钡 BBO, 真空紫外光谱区准连续波（QCW）的激光，能量分辨率优于1meV的核心技术 总之，PES只是表面分析的一种手段，与其它表面分析技术组合使用才能,UPS价电子的复杂性 UPS+IPES=DOS,没有人这么干,实验上的困难，动力学信息 * 研究生：曾振华 导一师：李微雪 研究员 光源：气体放电光源， 同步辐射，激光等 光电子能谱的一些基本概念 光电子能谱(PES): photoelectron spectroscopy or photoemission spectroscopy 物理学基础：光电效应 光电子能谱(PES) Inverse PES (IPES) 2 Photon PES (2P-PES) 紫外光电子能谱（UPS） X射线光电子能谱(XPS) 特点：表面敏感 Not accessible EV EF=0 Not accessible occupied states Empty states PES IPES 2P-PES 光电子能谱的基本原理 光电子能谱使用统计 Statistic from Web of Science XPS的原理及其在表面化学中的应用(1):芯能级 Element EB (eV) Level Element EB (eV) Level EF=0 Not accessible EV occupied states Empty states PES Core Level or Valence state Solvent-Free Oxidation of Primary Alcohols to Aldehydes Using Au-Pd/TiO2 Catalysts D. I. Enache et al, Science 311, (2006) 262 uncalcined Calcined at 673 K in air. XPS的原理及其在表面化学中的应用(2)：化学位移 氟醋酸乙酯 L. Bianchettin J. Chem. Phys. 128 (2008) 114706 Pt/Pt(111) CO oxidation on Pt(332): CO/Pt(332) J, G. Wang et al PRL 95 (2005) 256102 CO oxidation on Pt(332): O/Pt(332) J, G. Wang et al PRL 95 (2005) 256102 1D PtO2 along Step Edge of Pt(332) CO Oxidation on O pre-covered Pt(332) J, G. Wang et al PRL 95 (2005) 256102 +CO CO2 CO2 √ H. Conrad et al Surf. Sci. 65 (1977) 235, 65 (1977) 245 UPS在表面化学中的应用: NO/Pd(111) 4s 2p* 5s,1p 200K 900K Clean Pd(111) 10-6 Torr. NO EV EF=0 Not accessible occupied states Empty states IPES IPES的基本原理 J. Rogozik et al Surf. Sci. 148 (1984) L653 IPES在表面化学中的应用: CO/Pd(111), NO/Pd(111) 2p* 2p* 2P-PES光电子能谱的基本原理 EV EF=0 occupied states Empty states 2P-PES t 2P-PES在表面化学中的应用: H2O/TiO2(110) K. Onda et al Science 308, 1154 (2005) 2P-PES在表面化学中的应用: H2O/TiO2(110) K. Onda et al Science 308, 1154 (2005) 总结与展望 XPS：应用广泛，可单独及其它表面分析技术组合使用, 发展方向主要在高压、原位环境，快速表征及分辨率的进一提高 UPS：有局限性，常需要与其它表面分析技术组合使用，发展方向主要在角分辨及激光光源的应用 IPES：应用较少，有待仪器的进一步发展及与UPS的结合 2P-PES：是当前研究化学反应动力学的重要手段，尚处于发展中,主要受限于飞秒激光器的发展，可变波长飞秒激光器的应用是一个重要发展方向 光电子能谱在表面化学上应用的发展有待于各学科的共同发展 参考文献 1