X射线光电子能谱仪（XPS）
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发布于：2023-09-25
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- X-射线光电子能谱仪，是一种表面分析技术，主要用来表征材料表面元素及其化学状态。其基本原理是使用X-射线，如Al Ka =1486.6eV，与样品表面相互作用，利用光电效应，激发样品表面发射光电子，利用能量分析器，测量光电子动能(K.E)，根据B.E=hv-K.E-W.F，进而得到激发电子的结合能。该设备主要用来表征固态材料表面元素及其化学状态，包含常规X射线光电子能谱及成像（XPS）、紫外光电子能谱（UPS）、离子散射谱（ISS），反射电子能量损失谱（REELS），微区俄歇电子能谱（AES），元素随深度的分布信息即深度剖析（Depth Profile），单原子和团簇模式Ar离子刻蚀，角分辨光电子能谱（ARXPS）等。
- 功能用途：主要用于材料表面灵敏的半定量谱学分析，可分析材料中存在的元素构成，以及元素的化学态和电子态。是研究原子，分子和固体材料的有力工具。通过与多种学科相互交叉，融合了物理学，化学，材料学，真空电子学，以及计算机技术等多学科领域。
- X射线光电子能谱分析能得到哪些信息？元素化学态如何鉴别？
- （1）可以分析除H和He以外的所有元素，对所有元素的灵敏度具有相同的数量级。
- （2）相邻元素的同种能级的谱线相隔较远，相互干扰较少，元素定性的标识性强。
- （3）能够观测化学位移。
- 化学位移同原子氧化态、原子电荷和官能团有关。
- 化学位移信息是XPS用作结构分析和化学键研究的基础。
- （4）可作定量分析。
- 既可测定元素的相对浓度，又可测定相同元素的不同氧化态的相对浓度。
- （5）是一种高灵敏超微量表面分析技术。
- 样品分析的深度约2 nm，信号来自表面几个原子层，样品量可少至10-8g，绝对灵敏度可达10-18g。
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- x射线光电子能谱为什么测不了氢和氦
- 氢、氦只有一个电子层，XPS测试时当X射线照射后发射出光电子，需要外层电子补充进去，氢、氦只有一个电子层因此XPS无法测试。
- X射线源是用Al或Mg作阳极的X射线管。 它们的光子能量分别是1486 eV和1254 eV 。 安装过滤器（或称单色器）是为了减小光子能量分散。
- 离子枪的作用一方面是为了溅射清除样品表面污染，以便得到清洁表面，从而提高其分析的准确性。另一 方面，可以对样品进行溅射剥离，以便分析不同深度下样品的成份。
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