XPS（X-ray Photoelectron Spectroscopy），X射线光电子能谱，可以说是材料研究中必不可少的一类分析测试手段了。今天我们就来讲讲，什么情况下我们需要用到XPS，以及拿到数据之后应该怎样进行数据处理分析。

 

XPS测试是以X射线为激发光源的光电子能谱，是一种高灵敏超微量表面分析技术，样品分析的深度约为20埃，可分析除H和He以外的所有元素，可做定性及半定量分析

定性：从峰位和峰形可以获知样品表面元素成分、化学态和分子结构等信息

半定量：从峰强可以获知表面元素的相对含量或浓度

 

 

定性分析具体方法：

 

A：对化学成分未知的样品——全谱扫描（0-1200eV）

 

图谱分析步骤：

1、在XPS谱图中首先鉴别出C1s、O1s、C(KLL)和O(KLL)的谱峰（一定存在且通常比较明显）。

2、鉴别各种伴线所引起的伴峰

3、确定主要元素的最强或较强的光电子峰（或俄歇电子峰），再鉴定弱的谱线。

4、辨认p、d、f自旋双重线，核对所得结论。

 

鉴别通常采用与XPS数据库和标准谱图手册的结合能进行对比的方法：

 

XPS数据库一般采用NIST XPS database: 

https://srdata.nist.gov/xps/selEnergyType.aspx

 

通过这个网站你可以查到几乎xps所需的所有数据包括：对双峰还应考虑两个峰的合理间距、强度比等。

 

网站使用截图

 

XPS表征手册一般采用： Handbook of X-ray photoelectron spectroscopy: a reference book of standard spectra for identification and interpretation of XPS data. 1995.

 

还可以对比XPS电子结合能对照表进行查找（文末资源包内含），有了这些表，你就可以指导每个元素分峰的位置。

 

 

结合能对照表部分内容

 

B：分析某元素的化学态和分子结构——高分辨谱测化学位移

 

扫描宽度通常为10-30eV，以确保得到精确的峰位和良好的峰形。

 

定量分析具体方法：

 

经X射线辐照后，从样品表面出射的光电子的强度（I，指特征峰的峰面积）与样品中该原子的浓度（n）有线性关系，因此可以利用它进行元素的半定量分析。

 

简单的可以表示为：I = n*S

S称为灵敏度因子（有经验标准常数可查，但有时需校正）

 

对于对某一固体试样中两个元素i和j, 如已知它们的灵敏度因子Si和Sj,并测出各自特定谱线强度Ii和Ij,则它们的原子浓度之比为:

ni:nj=(Ii/Si):(Ij/Sj）

 

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