紫外光電子能譜UPS

1、紫外光電子能譜UPS一、紫外光電子能譜的基本原理一、紫外光電子能譜的基本原理基本原理就是光電效應(yīng)：基本原理就是光電效應(yīng)：紫外光 外層價(jià)電子自由光電子 （ 激發(fā)態(tài)分子離子）原子的反沖能量原子的反沖能量EMmra122*電子結(jié)合能電子結(jié)合能電子動(dòng)能電子動(dòng)能能量關(guān)系可表示：能量關(guān)系可表示： rkbEEEhv光電子能譜儀的方框圖 二、二、電子能譜分析儀電子能譜分析儀 electron spectroscopy紫外光電子能譜分析儀實(shí)物圖激發(fā)源試樣裝置電子能量分析器檢測器計(jì)算機(jī) 多功能電子能譜示意圖1、紫外光源、紫外光源 紫外光電子能譜儀中使用的高強(qiáng)度單色紫外線源常用稀有氣體的放電共振燈提供。UPS中的中

2、的He I氣體放電燈示意圖氣體放電燈示意圖2. 電子能量分析器(1)半球型電子能量分析器半球型電子能量分析器 改變兩球面間的電位差，不同能量的電子依次通過分析器；分辨率高；(2)筒鏡式電子能量分析器筒鏡式電子能量分析器 （CMA) 同軸圓筒，外筒接負(fù)壓、內(nèi)筒接地，兩筒之間形成靜電場； 靈敏度高、分辨率低；二級串聯(lián)； 3. 檢測器 產(chǎn)生的光電流：10-310-9； 電子倍增器作為檢測器； 單通道電子倍增器；多通道電子倍增器；4. 真空系統(tǒng) 光源、樣品室、電子能量分析器、檢測器都必須在高真空條件下工作； 真空度：1.3310-6 Pa 。三、紫外光電子能譜的應(yīng)用三、紫外光電子能譜的應(yīng)用l由于光源能

3、量較低，線寬較窄（約為由于光源能量較低，線寬較窄（約為0.01eV),只能使原子的外層價(jià)電子、價(jià)帶電子電離，并只能使原子的外層價(jià)電子、價(jià)帶電子電離，并可分辨出分子的振動(dòng)能級可分辨出分子的振動(dòng)能級,因此被廣泛地用來因此被廣泛地用來研究氣體樣品的價(jià)電子和精細(xì)結(jié)構(gòu)以及固體樣研究氣體樣品的價(jià)電子和精細(xì)結(jié)構(gòu)以及固體樣品表面的原子、電子結(jié)構(gòu)。品表面的原子、電子結(jié)構(gòu)。四、實(shí)例與圖譜分析四、實(shí)例與圖譜分析譜帶形狀與軌道的鍵合性質(zhì)I：非鍵或弱鍵軌道電子電離躍遷II、III：成鍵或反鍵軌道電子電離躍遷；IV：非常強(qiáng)的成鍵或反鍵軌道電子電離躍遷；V：振動(dòng)譜疊加在離子的連續(xù)譜上；VI：組合譜帶；苯在苯在Ni(111)Ni(111)上的上的UPSUPS譜譜橫坐標(biāo)為分子的電離能橫坐標(biāo)為分子的電離能I In n 或或光電子動(dòng)能光電子動(dòng)能nnIhvE紫外光電子譜圖的形狀取紫外光電子譜圖的形狀取決于電離后離子的狀態(tài)。決于電離后離子的狀態(tài)。氣體分子有明顯氣體分子有明顯的振動(dòng)精細(xì)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)精細(xì)結(jié)構(gòu)凝聚分子的譜帶明顯增寬，并失去精細(xì)結(jié)構(gòu)化學(xué)吸附后，化學(xué)吸附后， 帶發(fā)生了位移帶發(fā)生了位移例一、苯在例一、苯在Ni(111)上的上的UPS譜譜例二、和Si樣品有關(guān)的一些UPS譜Si單晶的UPS譜（Vb=-27V）-SiC單晶的UPS譜（Vb= -27 V）6