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X光电子能谱仪(XPS/ESCA)
概述

    X-射线光电子能谱 (XPS,X-ray Photoelectron Spectroscopy),也叫ESCA( Electron Spectroscopy for Chemical Analysis),是研究表面成分的重要手段。1960’s 由University of Uppsala, Sweden 的Kai Siegbahn等发展,鉴于K. Siegbahn教授对发展XPS领域做出的重大贡献,他被授予1981年诺贝尔物理学奖。
    XPS是一种基于光电效应的电子能谱,它是利用X射线光子激发出物质表面原子的内层电子,通过对这些电子进行能量分析而获得的一种能谱。XPS不仅能探测表面的化学组成,而且可以确定各元素的化学状态,因此,在化学、材料科学及表面科学中得以广泛地应用。

仪器组成

    1、激发光源:X射线(软X射线;Mg Kα: hv = 1253.6 eV;Al Kα: hv = 1486.6 eV);
    2、电子能量分析器:对应上述能量的分析器,只可能是表面分析;
    3、高真空系统:超高真空腔室super-high vacuum chamberUHV避免光电子与气体分子碰撞的干扰)。

优点

    在实验时样品表面受辐照损伤小,能检测周期表中除H和He以外所有的元素,并具有很高的绝对灵敏度。
    (1) 可以分析除H和He以外的所有元素,对所有元素的灵敏度具有相同的数量级。
    (2) 相邻元素的同种能级的谱线相隔较远,相互干扰较少,元素定性的标识性强。
    (3) 能够观测化学位移。化学位移同原子氧化态、原子电荷和官能团有关。化学位移信息是XPS用作结构分析和化学键研究的基础。
    (4) 可作定量分析。既可测定元素的相对浓度,又可测定相同元素的不同氧化态的相对浓度。
    (5) 是一种高灵敏超微量表面分析技术。样品分析的深度约2nm,信号来自表面几个原子层,样品量可少至10-8g,绝对灵敏度可达10-18g。

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