电子能谱分析.ppt

电子能谱分析演示文稿;;（1）表面和界面的概念;表面;Ⅲ.研究表面和界面的目的;（2）单色光和单色光源;3.1.2电子能谱分析的种类;3.2光电子能谱分析;结合能的定义：原子核对于某一能级上电子的束缚力称为该能级电子的结合能。;若以费米（Fermi)能级作为参考点，(1)式改写为：

hυ=EB+φs+EkEB=hυ-φs-Ek（2）;（2）式中EB：以Fermi能级为参考点，将电子从所在能级转移至Fermi能级时所需的能量。

（2）式中φ：将电子从Fermi能级提升至真空能级所需要的能量

Fermi能级：0K固体能带中充满电子的最高能级。

功函数φ：电子由Fermi能级?自由能级的能量。;能带：由于原子间的相互作用，使各原子中每一能级分裂成等于晶体中原子数目的许多小能级，这些能级通常连成一片，称为能带。

导带：未充满电子的能带。;;3.2.2UPS（紫外光电子能谱）;（3）UPS分析方法的原理;;H2分子的HeI紫外光电子谱图;3.2.3光电子能谱图（主要以XPS能谱图为例）;说明：（1）在PE图中，横坐标中，电子结合能从左到右减少

电子动能从左到右增加

（2）用被激发电子所在能级轨道来标示光电子;电子平均自由程（电子逃逸深度?）：受光子激发出的光电子逸出样品表面时不发生非弹性碰撞的逸出深度。

?：金属0.5~2nm；氧化物1.5~4nm；有机和高分子4~10nm；;（3）伴峰的种类：

Ⅰ.俄歇电子峰

俄歇电子峰的能量与激发源无关，改变入射光源，光电子峰能量发生变化，产生位移而俄歇电子峰位置不变。;3.2.4化学位移;化学位移现象起因及规律;三氟乙酸乙酯

电负性：FOCH

4个碳元素所处化学环境不同;3.3AES（AugerElectronSpectroscopy）俄歇电子能谱;图1俄歇电子的跃迁过程;（2）俄歇电子的表示;各元素以及各激发线的俄歇电子动能图

每个元素均具有多条激发线

每个激发线的能量是固定的，仅与元素及激发线有关；

原子序数３－１０的原子产生ＫＬＬ俄歇电子；

对于原子序数大于１４的原子还可以产生ＫＬＭ，ＬＭＭ，ＭＮＮ俄歇过程;3.3.2AES分析法的原理;3.3.3AES分析法的适用范围;3.3.4俄歇电子谱;（2）俄歇电子谱;3.3.5化学效应;（2）当俄歇跃迁涉及到价电子时，情况就复杂了，这时俄歇电子位移和原子的化学环境就不存在简单的关系，不仅峰的位置会变化，而且峰的形状也会变化。;3.5电子能谱仪;3.5.1光电子能谱仪;（1）X射线源;（2）样品室;电子能量分析器其作用是探测样品发射出来的不同能量电子的相对强度。它必须在高真空条件下工作即压力要低于10-3帕，以便尽量减少电子与分析器中残余气体分子碰撞的几率。;半球型电子能量分析器;检测器通常为单通道电子倍增器和多通道倍增器。;电子倍增器的原理：当具有一定动能的入射电子打到内壁表面后，每个入射电子打出若干个二次电子；这些二次电子沿内壁电场加速，又打到对面的内壁上，产生更多的二次电子；反复倍增，最后形成脉冲信号输出。;电子能谱仪的真空系统有两个基本功能。;3.5.2俄歇电子能谱仪;常用于AES的一种电子枪;（3）溅射离子枪;(4)分析器---筒镜式电子能量分析器（CMA);(5)真空系统;3.5.3电子能谱仪的分辨率和灵敏度;灵敏度也分为绝对灵敏度和相对灵敏度

绝对灵敏度：能谱仪分析法能达到的最小检出量。XPS：10-18g

相对灵敏度：从多组分样品中检出某种元素的最低浓度

;3.4XPS、UPS和AES的比较;分析方法;3.7电子能谱的应用;例2：元素及其化学状态的鉴定

利用XPS分析讨论人骨中无机相和有机相的相互作用;TableBindingenergyofthesurfaceelementsinsamples;例3：化学状态的鉴定

利用XPS分析两种不同化学状态的C原子：苯环上碳与羰基上的碳;例4：表面组成的分析

研究表明，表面组成和体相组成不同，这是由于发生表面富集或形成强的吸附键所导致的。用AES或XPS能测量样品表面“富集”情况。;谢谢大家！