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文档简介

X射线光电子能谱分析

X-rayPhotoelectronSpectroscopy主要内容XPS简介XPS的发展史XPS的工作原理XPS的主要特点

XPS简介X射线光电子能谱分析法是用X射线作入射束，在与样品表面原子相互作用后，将原子内壳层电子激发电离，通过对结合能的计算并研究其变化规律来了解被测样品所含元素及其化学状态。这个特征X射线激发电离的电子称为光电子。它不但用于化学元素分析，而且更广泛地应用于表面科学和材料科学。XPS的发展史1887年，海因里希·鲁道夫·赫兹发现了光电效应1905年，爱因斯坦解释了该现象（并为此获得了1921年的诺贝尔物理学奖）。两年后的1907年，P.D.Innes用伦琴管、亥姆霍兹线圈、磁场半球（电子能量分析仪）和照像平版做实验来记录宽带发射电子和速度的函数关系，他的实验事实上记录了人类第一条X射线光电子能谱。XPS的研究由于二战而中止第二次世界大战后瑞典物理学家凯·西格巴恩和他在乌普萨拉的研究小组在研发XPS设备中获得了多项重大进展，并于1954年获得了氯化钠的首条高能高分辨X射线光电子能谱，显示了XPS技术的强大潜力。1967年之后的几年间，西格巴恩就XPS技术发表了一系列学术成果，使XPS的应用被世人所公认。1981年西格巴恩获得诺贝尔物理学奖，以表彰他将XPS发展为一个重要分析技术所作出的杰出贡献。工作原理一、设备组成光电子能谱仪主要由激发源、电子能量分析器、探测电子的监测器和真空系统等几个部分组成。工作原理可见，当入射X射线能量一定，测出功函数和电子的动能，即可求出电子的结合能。由于每种元素的电子结构是独特的，计算出Eb就可以判定元素的类型。由于只有表面处的光电子才能从固体中逸出，因而测得的电子结合能必然反应了表面化学成份的情况。EK=hν-Eb-Φsp（Eb：电子结合能；Φsp：谱仪的功函数，一般为常数；EK：电子动能，可实验测得；hν：X射线能量，已知）二、基本原理

由激发源发出的具有一定能量的X射线，电子束，紫外光，离子束或中子束作用于样品表面时，可将样品表面原子中不同能级的电子激发出来，产生光电子或俄歇电子等．这些自由电子带有样品表面信息，并具有特征动能．通过能量分析器收集和研究它们的能量分布，经检测纪录电子信号强度与电子能量的关系曲线．即为光电子能谱．

光源（X-ray）样品电离放出光电子能量分析器检测器工作原理记录不同能量的电子数目扫描和记录系统三、工作流程工作原理.PHI5800ESCA系统能量分析器真空泵组X射线光源计算机处理样品腔主要特点主要特点适用于固、液、气体样品能够观测化学位移，进行原子结构分析和化学键研究超微表面分析（深度约20Å

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