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X射线光电子能谱仪XPS

发布时间:2024-02-18

X射线光电子能谱仪XPS


仪器型号:Thermo Fisher Scientific K-Alpha

辐射源: Al K alph 源,

测试能量:1486.8ev,

测试光斑面积: 30-500um,

测试管电压 :15kv,管电流:10mA,

分析室本底真空:2*10-9 mbar
深度剖析 :EX06 离子源
样品最大面积 :60x60 mm

样品最大厚度 :20 mm


XPS测试原理:

XPS, 全称为X-ray Photoelectron Spectroscopy(X射线光电子能谱),是一种使用电子谱仪测量X-射线光子辐照时样品表面所发射出的光电子和俄歇电子能量分布的方法。通过收集在入射X光作用下,从材料表面激发的电子能量、角度、强度等信息对材料表面进行定性、定量和结构鉴定的表面分析方法。一般以Al、Mg作为X射线的激发源,俗称靶材。


XPS的原理是用X射线去辐射样品,使原子或分子的内层电子或价电子受激发射出来。被光子激发出来的电子称为光电子。可以测量光电子的能量,以光电子的动能/束缚能(binding energy,Eb=hv光能量-Ek动能-w功函数)为横坐标,相对强度(脉冲/s)为纵坐标可做出光电子能谱图。从而获得试样有关信息。X射线光电子能谱因对化学分析最有用,因此被称为化学分析用电子能谱(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)。

XPS测试设备

XPS测试样品要求:

• XPS分析固体样品表面
• 样品表面平整、干净
• 样品放气气压低
• 不受污染、不分解退变
• 便于安装固定在仪器中
便于安装固定在仪器中
• 控制样品荷电

如何避免xps测试时,样品表面污染:
• 样品表面污染不可避免,样品在真空中污染慢、程度小;
• 为减少污染,样品制备后应尽早送入样品真空室测试
• 清洁样品表面方法
– 干氮气吹;
– 有机溶剂(酒精)、水等直接物理清洗,用干氮气吹干;
– 离子(Ar+)刻蚀清洁;
– 机械清洁,刮削、打磨、断裂等;
– 预抽、加热脱附等;
预抽、加热脱附等;
– 化学清洁;

XPS测试案例:

1. 表面元素定性分析

表面元素定性分析

2. 表面元素价态分析

表面元素价态分析

3. 元素沿深度方向分布分析

深度剖面:分析用离子束溅射剥蚀表面,用X射线光电子谱进行分析,两者交替进行, 可以得到元素及其化学状态的深度分布。

元素沿深度方向分布分析

4. XPS元素刻蚀分析

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