X射線光電子能譜分析教材課件

第七章電子能譜

X-射線光電子能譜儀，是一種表面分析技術(shù)，主要用來表征材料表面元素及其化學(xué)狀態(tài)?；驹?使用X-射線與樣品表面相互作用，利用光電效應(yīng)，激發(fā)樣品表面發(fā)射光電子，利用能量分析器，測(cè)量光電子動(dòng)能，根據(jù)B.E=hv-K.E-W.F進(jìn)而得到激發(fā)電子的結(jié)合能。我們就是為了得到樣品的結(jié)合能！第七章電子能譜X-射線光電子能譜儀，是一種表面分析技1X射線光電子能譜分析教材課件2§7.1電子能譜的基本原理基本原理就是光電效應(yīng)。在高于某特定頻率的電磁波照射下，物質(zhì)內(nèi)部的電子會(huì)被光子激發(fā)出來即光生電。自由原子的光電效應(yīng)能量關(guān)系對(duì)孤立原子或分子，就是把電子從所在軌道移到真空需的能量，是以真空能級(jí)為能量零點(diǎn)的?！?.1電子能譜的基本原理基本原理就是光電效應(yīng)。自由原子3對(duì)固體樣品，必須考慮晶體勢(shì)場和表面勢(shì)場對(duì)光電子的束縛作用，通常選取費(fèi)米(Fermi)能級(jí)為參考點(diǎn)。0k時(shí)固體能帶中充滿電子的最高能級(jí)功函數(shù)對(duì)固體樣品，必須考慮晶體勢(shì)場和表面勢(shì)場對(duì)光電子的束縛作用，通4為防止樣品上正電荷積累，固體樣品必須保持和譜儀的良好電接觸，兩者費(fèi)米能級(jí)一致。樣品與儀器觸電電位差。儀器功函數(shù)功函數(shù)實(shí)際測(cè)到的電子動(dòng)能為：為防止樣品上正電荷積累，固體樣品必須保持和譜儀的良好電接觸，5核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)電子在原子中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，可n，L，m，ms四個(gè)量子數(shù)來描述。（一）主量子數(shù)n主量子數(shù)n決定電子層數(shù)的。對(duì)單電子原子來說，n值愈大，電子的能量愈高。（二）角量子數(shù)（副量子數(shù)）物理意義是表示原子軌道的形狀。另一個(gè)物理意義是表示同一電子層中具有不同狀態(tài)的亞層。當(dāng)主量子數(shù)n給定時(shí)，L可取值為0，1，2，3…（n-1）。在每一個(gè)主量子數(shù)n中，有n個(gè)副量子數(shù)，其最大值為n-1。按光譜學(xué)上的習(xí)慣l用s，p，d，f等符號(hào)表示。核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)6

副量子數(shù)L表示原子軌道的形狀。L=0時(shí)（稱s軌道），其原子軌道呈球形分布（圖4-5）；l=1時(shí)（稱p軌道），其原子軌道呈啞鈴形分布（圖4-6）

副量子數(shù)L表示原子軌道的形狀。L=0時(shí)（稱s軌道），其原子7（三）磁量子數(shù)m磁量子數(shù)m決定原子軌道在空間的伸展方向。當(dāng)副量子數(shù)l給定時(shí)，m的取值為從-l到+l之間的一切整數(shù)（包括0在內(nèi)），共有2L+1個(gè)取值，原子軌道在空間有2l+1個(gè)伸展方向。（四）自旋量子數(shù)ms原子中的電子除繞核作高速運(yùn)動(dòng)外，還繞自己的軸作自旋運(yùn)動(dòng)。電子的自旋運(yùn)動(dòng)用自旋量子數(shù)ms表示。ms有兩個(gè)值+1/2和-1/2。只有兩個(gè)方向，即順/逆時(shí)針方向。通常用“↑”和“↓”表示另外，能級(jí)由于自旋-軌道偶合發(fā)生分裂，用內(nèi)量子數(shù)j來表征。j=|l+ms|電子能譜中用主量子數(shù)n，角量子數(shù)l，內(nèi)量子數(shù)j三個(gè)量子數(shù)來表征。如3d5/2，三層，角量子數(shù)為2（d層），內(nèi)量子數(shù)2+1/2=5/2，通常省略1/2。（三）磁量子數(shù)m8原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)9原子能級(jí)劃分原子能級(jí)劃分10X射線光電子能譜分析教材課件11§7.2X射線光電子能譜（XPS）由于各種原子軌道中電子的結(jié)合能是一定的，因此XPS可用來測(cè)定固體表面的化學(xué)成分?！?.2X射線光電子能譜（XPS）由于各種原子軌道中電子12X射線光電子能譜分析教材課件13a清潔表面；b1barO2、403K氧化1小時(shí)金屬態(tài)的鎳Ni較高氧化態(tài)的鎳Ni3+

Ni-P合金的Ni2p3/2XPS譜化學(xué)位移鑒定化學(xué)狀態(tài)a清潔表面；b1barO2、403K氧化1小時(shí)金屬態(tài)的14X射線光電子能譜分析教材課件15XPS光電子線及伴線A.光電子線:在圖譜中明顯而尖銳的譜峰。強(qiáng)度最大，峰寬最小，對(duì)稱性最好。稱為主峰-元素定性分析主要依據(jù)。B.俄歇線：俄歇電子形成的譜線。俄歇譜線的表示：LMM俄歇電子是L層電子被激發(fā)，M層電子填充到L層，釋放的能量又使另一個(gè)M層電子激發(fā)所形成的俄歇電子。C.X射線衛(wèi)星線:X射線并非單色，陽極材料原子產(chǎn)生熒光X射線效應(yīng)，這些射線統(tǒng)稱Kα1,2X射線的衛(wèi)星線。衛(wèi)星線激發(fā)的光電子形成X射線衛(wèi)星峰。表現(xiàn)圖譜，在主光電子線的低結(jié)合能或高結(jié)合能端較小的衛(wèi)星峰。7.3XPS譜圖中譜線XPS光電子線及伴線7.3XPS譜圖中譜線16D.多重分裂：原子電離后空位與自旋電子發(fā)生偶合，得到不同終態(tài)，相應(yīng)每一個(gè)終態(tài)，在圖譜上將有一條譜線。配位體相同時(shí)，多重分裂與未成對(duì)電子數(shù)正相關(guān)。多重分裂譜線能量差與配位體離子電負(fù)性相關(guān)，可以用于判斷價(jià)態(tài)。D.多重分裂：原子電離后空位與自旋電子發(fā)生偶合，得到不同終態(tài)17E.能量損失譜線：光電子穿過樣品表面時(shí)，同原子間發(fā)生非彈性碰撞、損失能量后在圖譜上出現(xiàn)的伴峰。E.能量損失譜線：光電子穿過樣品表面時(shí)，同原子間發(fā)生非彈性碰18F.電子的振激與振離譜線（一）振離譜線。振離是一種多重電離過程。原子的一個(gè)內(nèi)層電子電離而發(fā)射，導(dǎo)致一個(gè)外層電子電離。光電子能量被原子吸收，在圖譜主光電子峰附近出現(xiàn)連續(xù)譜線。（二）振激譜線。過程與振離相似，所不同的是價(jià)殼層電子躍遷到更高級(jí)束縛態(tài)。結(jié)果在譜圖主光電子峰的低動(dòng)能端分離的伴峰。判斷順磁反磁、鍵的共價(jià)性、幾何構(gòu)型等化學(xué)性質(zhì)。G.鬼線：難以解釋的光電子線。來源陽極靶材雜質(zhì)元素，窗口材料等。F.電子的振激與振離譜線G.鬼線：難以解釋的光電子線。來源陽19§7.4俄歇電子能譜(AES)

俄歇電子能譜的基本機(jī)理是：入射電子束或X射線使原子內(nèi)層能級(jí)電子電離，外層電子產(chǎn)生無輻射俄歇躍遷，發(fā)射俄歇電子，用電子能譜儀在真空中對(duì)它們進(jìn)行探測(cè)。能量公式對(duì)于原子序數(shù)為Z的原子,俄歇電子的能量可以用下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：EWXY(Z)=EW(Z)-EX(Z)-EY(Z+Δ)-Φ式中，EWXY(Z)：原子序數(shù)為Z的原子，W空穴被X電子填充得到的俄歇電子Y的能量。EW(Z)-EX(Z)：X電子填充W空穴時(shí)釋放的能量。EY(Z+Δ)：Y電子電離所需的能量。Φ-功函數(shù)§7.4俄歇電子能譜(AES)俄歇電子能譜的基本機(jī)理是20俄歇過程和俄歇電子能量WXY俄歇過程示意圖WXY躍遷產(chǎn)生的俄歇電子的動(dòng)能可近似地用經(jīng)驗(yàn)公式估算，即：

俄歇電子功函數(shù)原子序數(shù)實(shí)驗(yàn)值在和之間俄歇過程和俄歇電子能量WXY俄歇過程示意圖WXY躍遷產(chǎn)生21§7.5電子能譜儀簡介電子能譜儀主要由激發(fā)源、電子能量分析器、探測(cè)電子的監(jiān)測(cè)器和真空系統(tǒng)等幾個(gè)部分組成?！?.5電子能譜儀簡介電子能譜儀主要由激發(fā)源、電子能22能量分析器電子能量分析器其作用是探測(cè)樣品發(fā)射出來的不同能量電子的相對(duì)強(qiáng)度。它必須在高真空條件下工作即壓力要低于10-3帕，以便盡量減少電子與分析器中殘余氣體分子碰撞的幾率。能量分析器電子能量分析器其作用是探測(cè)樣品發(fā)射出來的不同能量電23半球形電子能量分析器半球形分析器示意圖半球形電子能量分析器半球形分析器示意圖24

筒鏡形電子能量分析器筒鏡分析器示意圖筒鏡形電子能量分析器筒鏡分析器示意圖25檢測(cè)器檢測(cè)器通常為單通道電子倍增器和多通道倍增器光電子或俄歇電子流倍增器

通道電子倍增器是一種采用連續(xù)倍增電極表面（管狀通道內(nèi)壁涂一層高阻抗材料的薄膜）靜電器件。內(nèi)壁具有二次發(fā)射性能。電子進(jìn)入器件后在通道內(nèi)連續(xù)倍增，增益可達(dá)109。多通道檢測(cè)器是由多個(gè)微型單通道電子倍增器組合在一起而制成的一種大面積檢測(cè)器，也稱位敏檢測(cè)器（PSD）或多陣列檢測(cè)器。檢測(cè)器檢測(cè)器通常為單通道電子倍增器和多通道倍增器光電子或俄26真空系統(tǒng)電子能譜儀的真空系統(tǒng)有兩個(gè)基本功能。1、使樣品室和分析器保持一定的真空度，以便使樣品發(fā)射出來的電子的平均自由程相對(duì)于譜儀的內(nèi)部尺寸足夠大，減少電子在運(yùn)動(dòng)過程中同殘留氣體分子發(fā)生碰撞而損失信號(hào)強(qiáng)度。2、降低活性殘余氣體的分壓。因在記錄譜圖所必需的時(shí)間內(nèi)，殘留氣體會(huì)吸附到樣品表面上，甚至有可能和樣品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而影響電子從樣品表面上發(fā)射并產(chǎn)生外來干擾譜線。真空系統(tǒng)電子能譜儀的真空系統(tǒng)有兩個(gè)基本功能。1、使樣品室和27樣品處理氣化冷凍氣體液體固體采用差分抽氣的方法把氣體引進(jìn)樣品室直接進(jìn)行測(cè)定塊狀：直接夾在或粘在樣品托上在樣品托上；粉末：可以粘在雙面膠帶上或壓入銦箔（或金屬網(wǎng)）內(nèi)，也可以壓成片再固定在樣品托上。（1）真空加熱；（2）氬離子刻蝕。電子能譜儀原則上可以分析固體、氣體和液體樣品。校正或消除樣品的荷電效應(yīng)電中和法、內(nèi)標(biāo)法和外標(biāo)法樣品處理氣化冷凍氣體液體固體采用差分抽氣的方法把氣體引進(jìn)樣品28X射線光電子能譜分析教材課件29X射線光電子能譜分析教材課件30X射線光電子能譜分析教材課件31§7.6應(yīng)用舉例電子能譜目前主要應(yīng)用于催化、金屬腐蝕、粘合、電極過程和半導(dǎo)體材料與器件等這樣一些極有應(yīng)用價(jià)值的領(lǐng)域，探索固體表面的組成、形貌、結(jié)構(gòu)、化學(xué)狀態(tài)、電子結(jié)構(gòu)和表面鍵合等信息。隨著時(shí)間的推移，電子能譜的應(yīng)用范圍和程度將會(huì)越來越廣泛，越來越深入。XPS是用X射線光子激發(fā)原子的內(nèi)層電子發(fā)生電離，產(chǎn)生光電子，這些內(nèi)層能級(jí)的結(jié)合能對(duì)特定的元素具有特定的值，因此通過測(cè)定電子的結(jié)合能和譜峰強(qiáng)度，可鑒定除H和He（因?yàn)樗鼈儧]有內(nèi)層能級(jí)）之外的全部元素以及元素的定量分析。§7.6應(yīng)用舉例電子能譜目前主要應(yīng)用于催化、金屬腐蝕、粘合32X射線光電子能譜分析教材課件33X射線光電子能譜分析教材課件34X射線光電子能譜分析教材課件35得出某個(gè)元素所占有原子分?jǐn)?shù)，對(duì)照靈敏度因子數(shù)據(jù)表。得出某個(gè)元素所占有原子分?jǐn)?shù)，對(duì)照靈敏度因子數(shù)據(jù)表。36樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識(shí)。12月-2212月-22Monday,December26,2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對(duì)月。10:31:2510:31:2510:3112/26/202210:31:25AM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。12月-2210:31:2510:31Dec-2226-Dec-22加強(qiáng)交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。10:31:2510:31:2510:31Monday,December26,2022安全在于心細(xì)，事故出在麻痹。12月-2212月-2210:31:2510:31:25December26,2022踏實(shí)肯干，努力奮斗。2022年12月26日10:31上午12月-2212月-22追求至善憑技術(shù)開拓市場，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務(wù)樹立形象。26十二月202210:31:25上午10:31:2512月-22嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān)，讓生產(chǎn)更加有保障。十二月2210:31上午12月-2210:31December26,2022作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)記得牢，駕輕就熟除煩惱。2022/12/2610:31:2510:31:2526December2022好的事情馬上就會(huì)到來，一切都是最好的安排。10:31:25上午10:31上午10:31:2512月-22一馬當(dāng)先，全員舉績，梅開二度，業(yè)績保底。12月-2212月-2210:3110:31:2510:31:25Dec-22牢記安全之責(zé)，善謀安全之策，力務(wù)安全之實(shí)。2022/12/2610:31:25Monday,December26,2022相信相信得力量。12月-222022/12/2610:31:2512月-22謝謝大家！樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識(shí)。12月-2212月-2237樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識(shí)。12月-2212月-22Monday,December26,2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對(duì)月。10:31:2510:31:2510:3112/26/202210:31:25AM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。12月-2210:31:2510:31Dec-2226-Dec-22加強(qiáng)交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。10:31:2510:31:2510:31Monday,December26,2022安全在于心細(xì)，事故出在麻痹。12月-2212月-2210:31:2510:31:25December26,2022踏實(shí)肯干，努力奮斗。2022年12月26日10:31上午12月-2212月-22追求至善憑技術(shù)開拓市場，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務(wù)樹立形象。26十二月202210:31:25上午10:31:2512月-22嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān)，讓生產(chǎn)更加有保障。十二月2210:31上午12月-2210:31December26,2022作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)記得牢，駕輕就熟除煩惱。2022/12/2610:31:2510:31:2526December2022好的事情馬上就會(huì)到來，一切都是最好的安排。10:31:25上午10:31上午10:31:2512月-22一馬當(dāng)先，全員舉績，梅開二度，業(yè)績保底。12月-2212月-2210:3110:31:2510:31:25Dec-22牢記安全之責(zé)，善謀安全之策，力務(wù)安全之實(shí)。2022/12/2610:31:25Monday,December26,2022相信相信得力量。12月-222022/12/2610:31:2512月-22謝謝大家！樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識(shí)。12月-2212月-2238第七章電子能譜

X-射線光電子能譜儀，是一種表面分析技術(shù)，主要用來表征材料表面元素及其化學(xué)狀態(tài)?；驹?使用X-射線與樣品表面相互作用，利用光電效應(yīng)，激發(fā)樣品表面發(fā)射光電子，利用能量分析器，測(cè)量光電子動(dòng)能，根據(jù)B.E=hv-K.E-W.F進(jìn)而得到激發(fā)電子的結(jié)合能。我們就是為了得到樣品的結(jié)合能！第七章電子能譜X-射線光電子能譜儀，是一種表面分析技39X射線光電子能譜分析教材課件40§7.1電子能譜的基本原理基本原理就是光電效應(yīng)。在高于某特定頻率的電磁波照射下，物質(zhì)內(nèi)部的電子會(huì)被光子激發(fā)出來即光生電。自由原子的光電效應(yīng)能量關(guān)系對(duì)孤立原子或分子，就是把電子從所在軌道移到真空需的能量，是以真空能級(jí)為能量零點(diǎn)的。§7.1電子能譜的基本原理基本原理就是光電效應(yīng)。自由原子41對(duì)固體樣品，必須考慮晶體勢(shì)場和表面勢(shì)場對(duì)光電子的束縛作用，通常選取費(fèi)米(Fermi)能級(jí)為參考點(diǎn)。0k時(shí)固體能帶中充滿電子的最高能級(jí)功函數(shù)對(duì)固體樣品，必須考慮晶體勢(shì)場和表面勢(shì)場對(duì)光電子的束縛作用，通42為防止樣品上正電荷積累，固體樣品必須保持和譜儀的良好電接觸，兩者費(fèi)米能級(jí)一致。樣品與儀器觸電電位差。儀器功函數(shù)功函數(shù)實(shí)際測(cè)到的電子動(dòng)能為：為防止樣品上正電荷積累，固體樣品必須保持和譜儀的良好電接觸，43核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)電子在原子中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，可n，L，m，ms四個(gè)量子數(shù)來描述。（一）主量子數(shù)n主量子數(shù)n決定電子層數(shù)的。對(duì)單電子原子來說，n值愈大，電子的能量愈高。（二）角量子數(shù)（副量子數(shù)）物理意義是表示原子軌道的形狀。另一個(gè)物理意義是表示同一電子層中具有不同狀態(tài)的亞層。當(dāng)主量子數(shù)n給定時(shí)，L可取值為0，1，2，3…（n-1）。在每一個(gè)主量子數(shù)n中，有n個(gè)副量子數(shù)，其最大值為n-1。按光譜學(xué)上的習(xí)慣l用s，p，d，f等符號(hào)表示。核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)44

副量子數(shù)L表示原子軌道的形狀。L=0時(shí)（稱s軌道），其原子軌道呈球形分布（圖4-5）；l=1時(shí)（稱p軌道），其原子軌道呈啞鈴形分布（圖4-6）

副量子數(shù)L表示原子軌道的形狀。L=0時(shí)（稱s軌道），其原子45（三）磁量子數(shù)m磁量子數(shù)m決定原子軌道在空間的伸展方向。當(dāng)副量子數(shù)l給定時(shí)，m的取值為從-l到+l之間的一切整數(shù)（包括0在內(nèi)），共有2L+1個(gè)取值，原子軌道在空間有2l+1個(gè)伸展方向。（四）自旋量子數(shù)ms原子中的電子除繞核作高速運(yùn)動(dòng)外，還繞自己的軸作自旋運(yùn)動(dòng)。電子的自旋運(yùn)動(dòng)用自旋量子數(shù)ms表示。ms有兩個(gè)值+1/2和-1/2。只有兩個(gè)方向，即順/逆時(shí)針方向。通常用“↑”和“↓”表示另外，能級(jí)由于自旋-軌道偶合發(fā)生分裂，用內(nèi)量子數(shù)j來表征。j=|l+ms|電子能譜中用主量子數(shù)n，角量子數(shù)l，內(nèi)量子數(shù)j三個(gè)量子數(shù)來表征。如3d5/2，三層，角量子數(shù)為2（d層），內(nèi)量子數(shù)2+1/2=5/2，通常省略1/2。（三）磁量子數(shù)m46原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)47原子能級(jí)劃分原子能級(jí)劃分48X射線光電子能譜分析教材課件49§7.2X射線光電子能譜（XPS）由于各種原子軌道中電子的結(jié)合能是一定的，因此XPS可用來測(cè)定固體表面的化學(xué)成分?！?.2X射線光電子能譜（XPS）由于各種原子軌道中電子50X射線光電子能譜分析教材課件51a清潔表面；b1barO2、403K氧化1小時(shí)金屬態(tài)的鎳Ni較高氧化態(tài)的鎳Ni3+

Ni-P合金的Ni2p3/2XPS譜化學(xué)位移鑒定化學(xué)狀態(tài)a清潔表面；b1barO2、403K氧化1小時(shí)金屬態(tài)的52X射線光電子能譜分析教材課件53XPS光電子線及伴線A.光電子線:在圖譜中明顯而尖銳的譜峰。強(qiáng)度最大，峰寬最小，對(duì)稱性最好。稱為主峰-元素定性分析主要依據(jù)。B.俄歇線：俄歇電子形成的譜線。俄歇譜線的表示：LMM俄歇電子是L層電子被激發(fā)，M層電子填充到L層，釋放的能量又使另一個(gè)M層電子激發(fā)所形成的俄歇電子。C.X射線衛(wèi)星線:X射線并非單色，陽極材料原子產(chǎn)生熒光X射線效應(yīng)，這些射線統(tǒng)稱Kα1,2X射線的衛(wèi)星線。衛(wèi)星線激發(fā)的光電子形成X射線衛(wèi)星峰。表現(xiàn)圖譜，在主光電子線的低結(jié)合能或高結(jié)合能端較小的衛(wèi)星峰。7.3XPS譜圖中譜線XPS光電子線及伴線7.3XPS譜圖中譜線54D.多重分裂：原子電離后空位與自旋電子發(fā)生偶合，得到不同終態(tài)，相應(yīng)每一個(gè)終態(tài)，在圖譜上將有一條譜線。配位體相同時(shí)，多重分裂與未成對(duì)電子數(shù)正相關(guān)。多重分裂譜線能量差與配位體離子電負(fù)性相關(guān)，可以用于判斷價(jià)態(tài)。D.多重分裂：原子電離后空位與自旋電子發(fā)生偶合，得到不同終態(tài)55E.能量損失譜線：光電子穿過樣品表面時(shí)，同原子間發(fā)生非彈性碰撞、損失能量后在圖譜上出現(xiàn)的伴峰。E.能量損失譜線：光電子穿過樣品表面時(shí)，同原子間發(fā)生非彈性碰56F.電子的振激與振離譜線（一）振離譜線。振離是一種多重電離過程。原子的一個(gè)內(nèi)層電子電離而發(fā)射，導(dǎo)致一個(gè)外層電子電離。光電子能量被原子吸收，在圖譜主光電子峰附近出現(xiàn)連續(xù)譜線。（二）振激譜線。過程與振離相似，所不同的是價(jià)殼層電子躍遷到更高級(jí)束縛態(tài)。結(jié)果在譜圖主光電子峰的低動(dòng)能端分離的伴峰。判斷順磁反磁、鍵的共價(jià)性、幾何構(gòu)型等化學(xué)性質(zhì)。G.鬼線：難以解釋的光電子線。來源陽極靶材雜質(zhì)元素，窗口材料等。F.電子的振激與振離譜線G.鬼線：難以解釋的光電子線。來源陽57§7.4俄歇電子能譜(AES)

俄歇電子能譜的基本機(jī)理是：入射電子束或X射線使原子內(nèi)層能級(jí)電子電離，外層電子產(chǎn)生無輻射俄歇躍遷，發(fā)射俄歇電子，用電子能譜儀在真空中對(duì)它們進(jìn)行探測(cè)。能量公式對(duì)于原子序數(shù)為Z的原子,俄歇電子的能量可以用下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：EWXY(Z)=EW(Z)-EX(Z)-EY(Z+Δ)-Φ式中，EWXY(Z)：原子序數(shù)為Z的原子，W空穴被X電子填充得到的俄歇電子Y的能量。EW(Z)-EX(Z)：X電子填充W空穴時(shí)釋放的能量。EY(Z+Δ)：Y電子電離所需的能量。Φ-功函數(shù)§7.4俄歇電子能譜(AES)俄歇電子能譜的基本機(jī)理是58俄歇過程和俄歇電子能量WXY俄歇過程示意圖WXY躍遷產(chǎn)生的俄歇電子的動(dòng)能可近似地用經(jīng)驗(yàn)公式估算，即：

俄歇電子功函數(shù)原子序數(shù)實(shí)驗(yàn)值在和之間俄歇過程和俄歇電子能量WXY俄歇過程示意圖WXY躍遷產(chǎn)生59§7.5電子能譜儀簡介電子能譜儀主要由激發(fā)源、電子能量分析器、探測(cè)電子的監(jiān)測(cè)器和真空系統(tǒng)等幾個(gè)部分組成?！?.5電子能譜儀簡介電子能譜儀主要由激發(fā)源、電子能60能量分析器電子能量分析器其作用是探測(cè)樣品發(fā)射出來的不同能量電子的相對(duì)強(qiáng)度。它必須在高真空條件下工作即壓力要低于10-3帕，以便盡量減少電子與分析器中殘余氣體分子碰撞的幾率。能量分析器電子能量分析器其作用是探測(cè)樣品發(fā)射出來的不同能量電61半球形電子能量分析器半球形分析器示意圖半球形電子能量分析器半球形分析器示意圖62

筒鏡形電子能量分析器筒鏡分析器示意圖筒鏡形電子能量分析器筒鏡分析器示意圖63檢測(cè)器檢測(cè)器通常為單通道電子倍增器和多通道倍增器光電子或俄歇電子流倍增器

通道電子倍增器是一種采用連續(xù)倍增電極表面（管狀通道內(nèi)壁涂一層高阻抗材料的薄膜）靜電器件。內(nèi)壁具有二次發(fā)射性能。電子進(jìn)入器件后在通道內(nèi)連續(xù)倍增，增益可達(dá)109。多通道檢測(cè)器是由多個(gè)微型單通道電子倍增器組合在一起而制成的一種大面積檢測(cè)器，也稱位敏檢測(cè)器（PSD）或多陣列檢測(cè)器。檢測(cè)器檢測(cè)器通常為單通道電子倍增器和多通道倍增器光電子或俄64真空系統(tǒng)電子能譜儀的真空系統(tǒng)有兩個(gè)基本功能。1、使樣品室和分析器保持一定的真空度，以便使樣品發(fā)射出來的電子的平均自由程相對(duì)于譜儀的內(nèi)部尺寸足夠大，減少電子在運(yùn)動(dòng)過程中同殘留氣體分子發(fā)生碰撞而損失信號(hào)強(qiáng)度。2、降低活性殘余氣體的分壓。因在記錄譜圖所必需的時(shí)間內(nèi)，殘留氣體會(huì)吸附到樣品表面上，甚至有可能和樣品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而影響電子從樣品表面上發(fā)射并產(chǎn)生外來干擾譜線。真空系統(tǒng)電子能譜儀的真空系統(tǒng)有兩個(gè)基本功能。1、使樣品室和65樣品處理氣化冷凍氣體液體固體采用差分抽氣的方法把氣體引進(jìn)樣品室直接進(jìn)行測(cè)定塊狀：直接夾在或粘在樣品托上在樣品托上；粉末：可以粘在雙面膠帶上或壓入銦箔（或金屬網(wǎng)）內(nèi)，也可以壓成片再固定在樣品托上。（1）真空加熱；（2）氬離子刻蝕。電子能譜儀原則上可以分析固體、氣體和液體樣品。校正或消除樣品的荷電效應(yīng)電中和法、內(nèi)標(biāo)法和外標(biāo)法樣品處理氣化冷凍氣體液體固體采用差分抽氣的方法把氣體引進(jìn)樣品66X射線光電子能譜分析教材課件67X射線光電子能譜分析教材課件68X射線光電子能譜分析教材課件69§7.6應(yīng)用舉例電子能譜目前主要應(yīng)用于催化、金屬腐蝕、粘合、電極過程和半導(dǎo)體材料與器件等這樣一些極有應(yīng)用價(jià)值的領(lǐng)域，探索固體表面的組成、形貌、結(jié)構(gòu)、化學(xué)狀態(tài)、電子結(jié)構(gòu)和表面鍵合等信息。隨著時(shí)間的推移，電子能譜的應(yīng)用范圍和程度將會(huì)越來越廣泛，越來越深入。XPS是用X射線光子激發(fā)原子的內(nèi)層電子發(fā)生電離，產(chǎn)生光電子，這些內(nèi)層能級(jí)的結(jié)合能對(duì)特定的元素具有特定的值，因此通過測(cè)定電子的結(jié)合能和譜峰強(qiáng)度，可鑒定除H和He（因?yàn)樗鼈儧]有內(nèi)層能級(jí)）之外的全部元素以及元素的定量分析?！?.6應(yīng)用舉例電子能譜目前主要應(yīng)用于催化、金屬腐蝕、粘合70X射線光電子能譜分析教材課件71X射線光電子能譜分析教材課件72X射線光電子能譜分析教材課件73得出某個(gè)元素所占有原子分?jǐn)?shù)，對(duì)照靈敏度因子數(shù)據(jù)表。得出某個(gè)元素所占有原子分?jǐn)?shù)，對(duì)照靈敏度因子數(shù)據(jù)表。74樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識(shí)。12月-2212月-22Monday,December26,2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對(duì)月。10:31:2510:31:2510:3112/26/202210:31:25AM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。12月-2210:31:2510:31Dec-2226-Dec-22加強(qiáng)交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。10:31:2510:31:2510:31Monday,December26,2022安全在于心細(xì)，事故出在麻痹。12月-2212月-2210:31:2510:31:25December26,2022踏實(shí)肯干，努力奮斗。2022年12月26日10:31上午12月-2212月-22追求至善憑技術(shù)開拓市場，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務(wù)樹立形象。26十二月202210:31:25上午10:31:2512月-22嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān)，讓生產(chǎn)更加有保障。十二月2210:31上午12月-2210:31December26,