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X射线光电子能谱仪,为一种表面分析技术,对材料表面元素及其化学状态进行表征为其主要的用途。使用X射线和样品表面相互作用,通过光电效应,对样品表面进行激发,使光电子发射,光电子动能通过能量分析器加以测量。按照B.E=hv-K.E-W.F,从而使激发电子的结合能(B.E)获得。
基本原理
X射线光子的能量位于1000~1500 ev之间,除了能够电离分子的价电子,并且还能够激发出内层电子,分子环境对内层电子的能级所产生的影响非常的小。在不同分子中,同一原子的内层电子结合能只有较小的差别,所以其是特征的。固体表面入射光子将光电子激发出来,光电子通过能量分析器进行分析的实验技术,叫做光电子能谱。XPS的原理是用X射线去对样品进行辐射,激发原子或分子的内层电子或价电子从而将它们发射出来。被光子激发出来的电子,叫做光电子。能够对光电子的能量进行测量。纵坐标为相对强度(脉冲/s),横坐标为光电子的动能/束缚能(binding energy,Eb=hv光能量-Ek动能-w功函数),能够将光电子能谱图做出来,从而使试样有关信息获得。X射线光电子能谱由于zui对化学分析有用,所以被叫做化学分析用电子能谱。
系统组件
一台商业制造的XPS系统的主要组件包括:
电子探测系统
适度真空的样品舱室
样品支架
样品台
样品台操控装置
X射线源
超高真空不锈钢舱室及超高真空泵
电子收集透镜
电子能量分析仪
μ合金磁场屏蔽
应用限制
分析区域限制
样品大小限制
量化精确度
分析时段
探测限制
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