X射线光电子谱_图文-课件（PPT-精）.pptVIP

光电子线及伴峰 X射线卫星峰（X-ray satellites） 用来照射样品的X射线未经过单色化处理，那么在常规使用的Al Kα1,2和Mg Kα1,2射线里可能混杂有Kα3,4,5,6和Kβ射线，这些射线统称为Kα1,2的射线的卫星线。样品原子在受到X射线照射时，除了发射特征X射线（Kα1,2）所激发的光电子外，其卫星线也激发光电子，由这些光电子形成的光电子峰，称为X射线卫星峰。 XPS ??XPS分析方法 定性分析-谱线的类型 X射线“鬼峰” ：有时，由于X射源的阳极可能不纯或被污染，则产生的X射线不纯。因非阳极材料X射线所激发出的光电子谱线被称为“鬼峰”。 XPS谱图元素定性分析步骤： 利用污染碳的C1s扣除荷电。 标示总是出现的谱线：C1s、CKLL、O1s、OKLL、O2s、X射线卫星峰、能量损失线。 利用结合能数值，标示最强线，并找出匹配的其他光电子线和俄歇线群。 标识剩下的谱线。 反复核实都没有归属的线，考虑为鬼线（靶受污染，产生不纯的X射线源激发出的谱线）。 可能有俄歇干扰时，换靶以消除干扰。 样品的制备 X射线光电子能谱仪对待分析的样品有特殊的要求，在通常情况下只能对固体样品进行分析。 由于涉及到样品在超高真空中的传递和分析，待分析的样品一般都需要经过一定的预处理。 主要包括样品的大小，粉体样品的处理, 挥发性样品的处理，表面污染样品及带有微弱磁性的样品的处理。 1. 样品的大小 在实验过程中样品必须通过传递杆，穿过超高真空隔离阀，送进样品分析室。因此，样品的尺寸必须符合一定的大小规范。 对于块体样品和薄膜样品，其长宽最好小于10mm, 高度小于5 mm。 对于体积较大的样品则必须通过适当方法制备成合适大小的样品。 但在制备过程中，必须考虑到处理过程可能会对表面成分和状态的影响。 2. 离子束溅射技术 在X射线光电子能谱分析中，为了清洁被污染的固体表面，常常利用离子枪发出的离子束对样品表面进行溅射剥离，清洁表面。 离子束更重要的应用则是样品表面组分的深度分析。利用离子束可定量地剥离一定厚度的表面层，然后再用XPS分析表面成分，这样就可以获得元素成分沿深度方向的分布图，即深度剖析。 作为深度分析的离子枪，一般采用0.5～5 KeV的Ar离子源。扫描离子束的束斑直径一般在1～10mm范围，溅射速率范围为0.1 ～50 nm/min。 3. 样品的荷电及消除 荷电的产生 对于绝缘体样品或导电性能不好的样品，经X射线辐照后，其表面会产生一定的电荷积累，主要是荷正电荷。 荷正电的主要原因是光电子出射后，在样品表面积累的正电荷不能得到电子的补充所引起的。 样品表面荷电相当于给从表面出射的自由的光电子增加了一定的额外电场, 使得测得的结合能比正常的要高。 非单色X射线源的杂散X射线可以形成二次电子，构成荷电平衡，而单色X射线，荷电会很严重； 4. 荷电的消除 样品荷电问题非常复杂，一般难以用某一种方法彻底消除。 表面蒸镀导电物质如金，碳等；蒸镀厚度对结合能的测定的影响；蒸镀物质与样品的相互作用的影响； 利用低能电子中和枪，辐照大量的低能电子到样品表面，中和正电荷。如何控制电子流密度合适，不产生过中和现象。 5. 荷电的校准 在实际的XPS分析中，一般采用内标法进行校准。通常有金内标法和碳内标法； 最常用的方法是用真空系统中最常见的有机污染碳的C 1s的结合能为284.6 eV，进行校准。 也可以利用检测材料中已知状态元素的结合能进行校准。 * M+* → M+ + h? (荧光X射线) M+* → M+ + e (Auger电子) 两个过程竞争； 双电离态； 三 (或两)个能级参与； 标记：K LI LII；L MI MII 等； H、He不能发射Auger电子； 五、Auger电子能谱分析法 Auger photoelectron spectroscopy 1.原理 Auger电子 X射线 激发电子 * Auger电子能谱图 Auger效应通常用电子作激发源，以获得更多的Auger电子产额。 和二次电子相比，Auger电子流强度很低，需要特殊能量分析器。接收到的电流信号为： 所以有 两边对能量微分得： * Auger电子能谱图 * Auger电子能谱图 Auger电子能量与元素序数和产生的能级有关，具有特征性； 对于 3 ~ 14 的元素， Auger峰类型为：KLL 型； 对于14 ~ 40的元素， Auger峰类型为：LMM 型； 如图，按X射线能谱记录的曲线上，Auger谱峰淹没在本底中，采用微分曲线，则A