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Company Logo 2.化学状态的鉴定 原子化学环境的变化对XPS和AES中测量的电子能量都有影响，使之偏离标准值产生所谓的化学位移。根据化学位移的数值，可以给出待测样品的化学状态的信息。 下面是Ni80P20合金表面Ni的2P3/2、O的1S以及P的2P XPS图谱。 Company Logo Ni-P合金的Ni 2p3/2 XPS谱 a 清洁表面； b 1barO2、403K氧化1小时 金属态的镍Ni 较 高 氧 化 态 的 镍 Ni3+ Company Logo Ni-P合金的O 1s XPS谱 a 清洁表面； b 1barO2、403K氧化1小时 氧 化 镍 中 的 氧 表面污染的氧 P2O5 中 的 氧 Company Logo Ni-P合金中P的2p XPS谱 a 清洁表面； b 1barO2、403K氧化1小时 P2O5 中 的 磷 Company Logo 3.在催化研究中的应用 合成氨催化剂的Fe 2P3/2 芯能级的结合能随还原程度 a?f而变化。 Company Logo MoO3/Al2O3催化剂的XPS谱 Company Logo 电子能谱法 主 讲 小组其他成员 韦 良 郭莉，刘倩，李瑞，屈颖，王晴晴 电子能谱法 用单色光源（如X射线、紫外光）或具有一定能量的电子束等去辐射样品，使原子或分子的内层电子或价电子受激而发射出来，这些被光子激发出来的电子称为光电子。测量光电子的能量，以电子能为横坐标，相对强度（脉冲数/S）为纵坐作出光电子能谱图，从而获得式样有关的信息。 Company Logo § X射线光电子能谱 (简称 XPS) (X-Ray Photoelectron Spectrometer) § 紫外光电子能谱 (简称 UPS) (Ultraviolet Photoelectron Spectrometer) § 俄歇电子能谱 (简称 AES) (Auger Electron Spectrometer) 根据激发源的不同，电子能谱主要可分为: 电子能谱分类 Company Logo 电子能谱分类 Company Logo 光电子能谱法基本原理 基本原理就是光电离作用 具有一定能量的入射光子同样品中的原子相互作用时，单个光子把它的全部能量交给原子中某壳层上的一个受束缚的电子，如果能量足以克服原子其余部分对此电子的作用，电子具有一定的动能发射出去，这种电子为光电子，这种现象称为光电离作用或光致作用。 Company Logo 光电子能谱法基本原理 光电离作用的概率用“光电离截面”σ表示： 一定能量的光子在与原子作用时从某个能级发出一个电子的概率。 相关因素： a. σ值与轨道半径的平方成反比 b.入射光子能量越大σ值 c.与受激发的原子序数有关。同一主量子数n，随 角量子数L增大而增大；不同元素，同一壳层的σ值随原子序数的增大而增大。 Company Logo 能量关系可表示： 原子的反冲能量 忽略 (0.1eV）得 电子动能 电子结合能 光电子能谱法基本原理 测得 Ek 可求 Eb 光子的频率 Company Logo 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 Eb 的参考点。 0k时固体能带中充 满电子的最高能级 对孤立原子或分子， 就是把电子从所在轨道移到真空需的能量，是以真空能级为能量零点的。 功函数 光电子能谱法基本原理 Company Logo 功函数 为防止样品上正电荷积累，固体样品必须保持和谱仪的良好电接触，两者费米能级一致。 实际测到的电子动能为： 仪器功函数 光电子能谱法基本原理 Company Logo X射线光电子能谱（XPS） XPS采用能量为1000-1500 ev 的射线源，能激发内层电子。各种元素内层电子的结合能是有特征性的，因此可以用来鉴别化学元素。 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（ Electron Spectroscopy for Chemical Analysis，简称 ESCA）。 用元素的特征X射线作为激发源，常用 AlKɑ1,2 (能量1486.6ev) 和 MgKɑ1,2 (能量1253.6ev) Company Logo X射线光电子能谱谱图 样品中各元素的原子，在X射线的作用下，激发出各种轨道上的电子成为光电子，通常采用该元素被激发电子所在的能级来标识这些光电子。 K层 1 s L层 2 s、2p1/2