XPS里面最主要的是光电子能谱分析仪需要用到高真空超高真空X射线就是光你打出来的光发射出来的是光电子光是如何转化成电的我们有一束光打在样品表面会产生光电子我们收集光电子然后测试能量我们为什么说ESCA是XPS的另一种形式电子光谱的化学分析我们用XPS是为了分析样品表面的化学环境化学分析所以ESCA它对应的就是最早期的XPS虽然他们的符号不一样但是意义是一样的。这是X射线从我们腔体出发打到样品表面然后会产生光电子电子是怎么来的光子的能量打到样品表面能量足够使得价电子被打跑。差别在于一个用紫外线另一个用X射线。空轨道是对俄歇电子能谱的命名俄歇电子是轨道之间的能量所以基本上不会产生变化。因为不随着射线而变化也不随其他能量变化所以是固定不变的动能肯定都是会变得。最主要的是上面两个公式要把表面上的电子激发出来然后就会有出来的动能。比如2s上的红色的然后我的hv是知道的从2s到费米能级的位置就是它的结合能也就是该电子到费米能级的距离就是结合能如果我说我的材料定了结合能就确定了轨道理论是虚拟的也就是轨道定了原子跃迁到费米能级的距离就是已知的所以结合能是一定的。最开始的能量减去结合能和逸出功自由了之后向外跑就是它的动能。横坐标可以选择动能也可以选择结合能。这是我通过XPS仪有很多peak有横坐标也有纵坐标横坐标就是结合能或者动能纵坐标是电子的计数n代表主量子数只能从1开始p是角量子数。我在轨道中的所有电子都是自己运动的所以会存在耦合耦合之后不是单一轨道的话再XPS谱上就会有两个以上的轨道峰就会分裂能级分裂就会导致曲线不是单一的一个峰就会分成两个这是我们辨别元素最主要的途径。这是我们求光电子动能的方程所以从这个谱里面可以看到理论上我们可以分析出磷和铟之间的化合价。为什么没有p的1s铟的2s2p因为这些电子距离中心太近了结合能比较高光电子打不出来他。电离截面光子打到样品表面出来的概率或者数量的比率我们要记住的是X射线打到样品表面可以出来多少电子最多的是4f 2/7 一个是因为远另一个是轨道上的电子多。这是结合能的图动能是Kinetic energy结合能是向上变小向下是变大的越靠近原子核所需要的能量就越大越往上代表距离越远所以距离远被打出来的概率就大距离近的电子就很难出来如果原子序数在50以上找1s2s的电子就很难找到我们可以计算深度非弹性的平均自由程我们用这个距离告诉我们如何计算深度光打到样品表面让电子跑出来跑出来的电子才叫光电子比如大的深度为d从原子跑出来的电子的概率是有限的我们看电流I它的电流可以代入这个公式5~1500 ev5~1500ev就会导致 就会非常小所以深度最大可以到10nmAES只能打到5nm以内现在我们开始讲仪器给了我们一个Top View的图在XPS里面最重要的是最后的部分我们现在需要掌握的是能量分析器能量分析仪我们就是用来光打到表面的能量的精准的测出能量然后才能进行波谱分析这个部件是非常重要的测出来的东西决定了是正确的和不正确的我们叫做铜芯的半球分析器X射线打在样品表面所有能出现的数目和能量然后我们根据数目和能量的方程或者说轨迹我们才可以得到他的光谱。半球电子分析器只要涉及到XPS中在半球的两端放置不同的能级差我就可以导出我想要的光谱图XPS的光谱图是怎么来的按照不同的时间顺序来扫描通过函数就可以得到我们想要的光谱。在铜芯半球分析器上可以设置电压然后进行结构的扫描就可以按照时间得到曲线为了增加分辨率我们可以增加预减速的透镜加所有的东西都是为了增大分辨率得到准确数据从样品表面出来的所有光电子到达能量分析器之后不是所有的都能到达透过概率和能量还有分析半径有关与狭缝也有关系还跟所有的光学元件的组装有关还跟光电子的能量有关我到底是如何通过同心半球分析器得到XPS光谱呢对于同心半球分析器来说有一个恒定的通过能量预减速的透镜可以设置两端电压差我们采用的是双阴极的X射线对于我们想要用到的XPS光谱X射线源用的是Al和Mg的光谱越窄分析出来的就越准确光电子超过2000v以上反冲力就很明显两千以下反冲力可以忽略所以我们选用常用的Mg和Al为什么选择Mg和Al涉及到一个半峰宽半峰宽越窄对我分析的影响就越小需要半峰宽越窄1能量符合 2半峰宽能到到要求为什么双阳极在XPS谱里面可以观察到俄歇光谱你可以判断样品XPS光谱仪有没有什么误差我们可以用来就1校准仪器2提高分辨率因为结合能不会动所以我们采用结合能而不是动能作为横坐标如何来识别XPS光谱我们把样品放到仪器里光电子能我们可以按照结合能去查查我们在这个的位置上看看在这个网址上出来的是什么我们就要找到每个峰所对应的结合能得位置如果是800那我们就要知道是Ba的3d耦合之后能级就会分裂所以分裂的峰也不要大惊小怪分裂的峰之后查完了要查小峰做到和样品相符合强度可以算面积态密度可以用来算面积面积可以用来算含量它是如何算态密度的我们如何算相应的定量分析都是有一系列逻辑关系的2p理论上强于3p3d理论上大于3p卫星峰外层电子是价电子能量相对低外面受到的力比较少跑了一个电子能量要收缩