X射线光电子能谱PPT课件
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X-射线光电子能谱.ppt
电子结合能，电子就可从原子的各个能级发射出来。 但是，实际上物质在一定能量的光子作用下，从原 子中各个能级发射出的光电子数是不同的，也就是 说，原子中不同能级电子的光离子化几率不同。光 离子化几率可以用光电(效应)截面σ来表示 σ定义：某能级电子对入射光子有效能量转移面积
XPS－基本原理
光电截面是决定灵敏度的主要因素 影响因素：电子所在壳层的平均半径，
样品的制备
1. 样品的大小
• 在实验过程中样品必须通过传递杆，穿过超高真空隔离 阀，送进样品分析室。因此，样品的尺寸必须符合一定 的大小规范。
• 对于块体样品和薄膜样品，其长宽最好小于10 mm, 高 度小于5 mm。
• 对于体积较大的样品则必须通过适当方法制备成合适大 小的样品。
1
K
1s
13－33
2
L
2p
34－66
3
M
3d
67－71
4
N
4d
72－92
4
N
4f
XPS－基本原理
3.光电子逸出深度 自样品表面发射出的光电子，在穿过样品时，一部分
光电子会产生非弹性散射(即改变运动方向并有能量损 失的碰撞)。电子能谱所研究的信息深度取决于逸出电 子的非弹性散射平均自由程
电子逸出深度(平均自由程)是指电子在经受非弹性碰 撞前所经历的平均距离。
第八章X-射线光电子能谱
X-Ray Photoelectron Spectroscopy
表面:
一、表面分析概述
物质存在的一种形态，气态，液态，固态， 表面态
固体表面：
理想的---固体终端
实际的---体相性质开始变化，
5～20 nm数量级
表面特点：
XPS－基本原理
光电截面是决定灵敏度的主要因素 影响因素：电子所在壳层的平均半径，
样品的制备
1. 样品的大小
• 在实验过程中样品必须通过传递杆，穿过超高真空隔离 阀，送进样品分析室。因此，样品的尺寸必须符合一定 的大小规范。
• 对于块体样品和薄膜样品，其长宽最好小于10 mm, 高 度小于5 mm。
• 对于体积较大的样品则必须通过适当方法制备成合适大 小的样品。
1
K
1s
13－33
2
L
2p
34－66
3
M
3d
67－71
4
N
4d
72－92
4
N
4f
XPS－基本原理
3.光电子逸出深度 自样品表面发射出的光电子，在穿过样品时，一部分
光电子会产生非弹性散射(即改变运动方向并有能量损 失的碰撞)。电子能谱所研究的信息深度取决于逸出电 子的非弹性散射平均自由程
电子逸出深度(平均自由程)是指电子在经受非弹性碰 撞前所经历的平均距离。
第八章X-射线光电子能谱
X-Ray Photoelectron Spectroscopy
表面:
一、表面分析概述
物质存在的一种形态，气态，液态，固态， 表面态
固体表面：
理想的---固体终端
实际的---体相性质开始变化，
5～20 nm数量级
表面特点：
第九章X射线光电子能谱资料PPT课件
12
Mn+离子的3s轨道电离时的两种终态
13
MnF2的Mn3s电子的XPS谱
14
§ 4 化学位移
由于化合物结构的变化和元素氧化状态的 变化引起谱峰有规律的位移称为化学位移
化合物聚对苯二 甲酸乙二酯中三 种完全不同的碳 原子和两种不同 氧原子1s谱峰的 化学位移
15
化学位移现象起因及规律
内层电子一方面受到原子核强烈的库仑作用 而具有一定的结合能，另一方面又受到外层 电子的屏蔽作用。当外层电子密度减少时， 屏蔽作用将减弱，内层电子的结合能增加； 反之则结合能将减少。因此当被测原子的氧 化价态增加，或与电负性大的原子结合时， 都导致其XPS峰将向结合能的增加方向位移。
E
' k
sp
Ek
s
hv
E
' khv
E
' k
sp
仪器功函数
9
§2 自旋－轨道耦合
主量子数n ：每个电子的能量主要取决于主量子数n. 通常以K、L、M、N、O等 表示n=1、2、3、4、5等壳层。
轨道量子数l： 它决定电子云的几何形状，不同的l值将原子 内的电子壳层分成几个亚层，即能级。 l=1、2、3、……(n-1)。
5
➢ K.Siegbahn给这种谱仪取名为化学分析电子 能谱(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)，简称为“ESCA”，这一称谓仍在 分析领域内广泛使用。
➢ 随着科学技术的发展，XPS也在不断地完善。 目前，已开发出的小面积X射线光电子能谱， 大大提高了XPS的空间分辨能力。
1
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前言
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Mn+离子的3s轨道电离时的两种终态
13
MnF2的Mn3s电子的XPS谱
14
§ 4 化学位移
由于化合物结构的变化和元素氧化状态的 变化引起谱峰有规律的位移称为化学位移
化合物聚对苯二 甲酸乙二酯中三 种完全不同的碳 原子和两种不同 氧原子1s谱峰的 化学位移
15
化学位移现象起因及规律
内层电子一方面受到原子核强烈的库仑作用 而具有一定的结合能，另一方面又受到外层 电子的屏蔽作用。当外层电子密度减少时， 屏蔽作用将减弱，内层电子的结合能增加； 反之则结合能将减少。因此当被测原子的氧 化价态增加，或与电负性大的原子结合时， 都导致其XPS峰将向结合能的增加方向位移。
E
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Ek
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hv
E
' khv
E
' k
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仪器功函数
9
§2 自旋－轨道耦合
主量子数n ：每个电子的能量主要取决于主量子数n. 通常以K、L、M、N、O等 表示n=1、2、3、4、5等壳层。
轨道量子数l： 它决定电子云的几何形状，不同的l值将原子 内的电子壳层分成几个亚层，即能级。 l=1、2、3、……(n-1)。
5
➢ K.Siegbahn给这种谱仪取名为化学分析电子 能谱(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)，简称为“ESCA”，这一称谓仍在 分析领域内广泛使用。
➢ 随着科学技术的发展，XPS也在不断地完善。 目前，已开发出的小面积X射线光电子能谱， 大大提高了XPS的空间分辨能力。
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最新第八章 X射线光电子能谱(XPS) 有机波谱分析课件ppt课件
➢ 内层电子一方面受到原子核强烈的库仑作用而具有一定的结 合能，另一方面又受到外层电子的屏蔽作用。当外层电子密 度减少时，屏蔽作用将减弱，内层电子的结合能增加；反之 则结合能将减少。因此当被测原子的氧化价态增加，或与电 负性大的原子结合时，都导致其XPS峰将向结合能的增加方向 位移。
三氟化乙酸乙脂中四个不同C原子的C1s谱线。
诊断标准
下列症状中三项： ①发热 ②咽峡炎 ③颈淋巴结肿大 ④肝脏肿大 ⑤脾脏肿大
X-ray penetration depth ~1mm. Electrons can be excited in this entire volume.
Electrons are extracted only from a narrow solid angle.
10 nm 1 mm2
X-ray excitation area ~1x1 cm2. Electrons are emitted from this entire area
– EB病毒感染可导致免疫功能紊乱，发生与免疫系统功能紊乱相 关的多种疾病如淋巴瘤、传染性单核细胞增多症及类风湿关节 炎等 。
流行病学
传染源：带病毒者及病人为本病的传染源。 传播途径：经口鼻密切接触为主要传播途径，也可经飞沫（次要）
及输血传播（偶可发生）。 易感人群：人群普遍易感。但儿童青少年更多见。病后可获得持
久免疫，第二次发病不常见。
病因学
EB病毒为本病的病原，电镜下EB病毒的形态 结构与疱疹病毒组的其他病毒相似，但抗原性 不同。EB病毒为DNA病毒。
发病机理
EBV B淋巴细胞受体
咽扁桃体B淋巴细胞和 口腔上皮细胞
复制
细胞破坏
B淋巴细胞血液 唾液腺（腮腺）
三氟化乙酸乙脂中四个不同C原子的C1s谱线。
诊断标准
下列症状中三项： ①发热 ②咽峡炎 ③颈淋巴结肿大 ④肝脏肿大 ⑤脾脏肿大
X-ray penetration depth ~1mm. Electrons can be excited in this entire volume.
Electrons are extracted only from a narrow solid angle.
10 nm 1 mm2
X-ray excitation area ~1x1 cm2. Electrons are emitted from this entire area
– EB病毒感染可导致免疫功能紊乱，发生与免疫系统功能紊乱相 关的多种疾病如淋巴瘤、传染性单核细胞增多症及类风湿关节 炎等 。
流行病学
传染源：带病毒者及病人为本病的传染源。 传播途径：经口鼻密切接触为主要传播途径，也可经飞沫（次要）
及输血传播（偶可发生）。 易感人群：人群普遍易感。但儿童青少年更多见。病后可获得持
久免疫，第二次发病不常见。
病因学
EB病毒为本病的病原，电镜下EB病毒的形态 结构与疱疹病毒组的其他病毒相似，但抗原性 不同。EB病毒为DNA病毒。
发病机理
EBV B淋巴细胞受体
咽扁桃体B淋巴细胞和 口腔上皮细胞
复制
细胞破坏
B淋巴细胞血液 唾液腺（腮腺）
《X射线光电子能谱》课件
3 3. 问题探讨和建议
鼓励听众思考和讨论涉及 X射线光电子能谱的问题， 并提供相关研究建议。
3
3. 统计研究实验中的应用，以及如何进行误差分析和数据可靠性评 估。
第四部分：X射线光电子能谱的应用案例
1. 反应机理和反应动力学 的研究
探索X射线光电子能谱在研究化 学反应机理和反应动力学中的应 用案例。
2. 材料表征和界面分析
展示X射线光电子能谱在材料表 征和界面分析中的实际应用，如 薄膜表面分析和纳米材料研究。
3. 化学成分分析
说明X射线光电子能谱在化学成 分分析中的优势，如表面元素含 量检测和化学状态表征。
第五部分：X射线光电子能谱的研究进 展和展望
1 1. 新技术和新方法的发展
预测X射线光电子能谱领域未来的发展方向，包括新的仪器技术和数据处理方法。
2 2. 应用领域的拓展
展望X射线光电子能谱在新的应用领域，如生物医学、能源材料和环境科学等方面的发展。
2 2. 光电效应原理
深入解释X射线光电子能谱的定义和原理，以 及如何通过光电效应获得材料表面化学信息。
讲解光电效应的基本概念和原理，以及光电 子发射的条件和限制。
3 3. 能量分辨率和解析度的概念
4 4. 应用领域
介绍X射线光电子能谱的能量分辨率和解析度 是如何影响数据质量和实验结果的。
探讨X射线光电子能谱在材料科学、化学分析、 表面物理和界面研究等领域的广泛应用。
3 3. 未来的发展方向
探讨X射线光电子能谱可能的未来发展方向，如高分辨率、原位研究和多模态分析等。
总结
1 1. X射线光电子能谱
的优势和特点
总结X射线光电子能谱作 为表面分析技术的独特优 势，如高灵敏度、非破坏 性等特点。
X射线光电子能谱分析ppt
在生物学领域，XPS技术可以用于研究生物分子的结 构、细胞表面的化学成分等。
02
x射线光电子能谱分析实验技术
样品的制备和处理技术
1 2
固体样品研磨
将固体样品研磨成粉末，以提高X射线的透射性 和激发效率。
液体样品处理
对于液体样品，需要进行蒸发、干燥等处理， 以便在实验过程中保持稳定的样品形态。
3
气体样品控制
THANK YOU.
细胞和组织成像
利用X射线光电子能谱分析可以研究细胞和组织的结构和功能 ，如细胞膜的通透性和细胞骨架的分布等。同时也可以测定 细胞内自由基的分布和数量，为抗氧化剂药物的设计提供依 据。
05
x射线光电子能谱分析的挑战和前景
实验技术的局限性
01
样品制备难度大
02
信号衰减问题
需要选择合适的样品制备方法，以减 少表面吸附物和污染物的干扰。
2023
x射线光电子能谱分析ppt
目录
• 引言 • x射线光电子能谱分析实验技术 • x射线光电子能谱分析在材料科学中的应用 • x射线光电子能谱分析在生物学中的应用 • x射线光电子能谱分析的挑战和前景 • 参考文献 • 结论
01
引言
x射线光电子能谱简介
x射线光电子能谱技术（XPS）是一种表面分析技术，用于测 量样品表面的元素组成和化学状态。
04
x射线光电子能谱分析在生物学中的 应用
在生物大分子结构研究中的应用
确定生物大分子中的元素组成
通过X射线光电子能谱分析，可以测定生物大分子中的元素组成，如蛋白质 、核酸和多糖等。
研究生物大分子结构
利用X射线光电子能谱分析可以研究生物大分子的结构，如蛋白质的三维构象 和核酸的二级结构等。
02
x射线光电子能谱分析实验技术
样品的制备和处理技术
1 2
固体样品研磨
将固体样品研磨成粉末，以提高X射线的透射性 和激发效率。
液体样品处理
对于液体样品，需要进行蒸发、干燥等处理， 以便在实验过程中保持稳定的样品形态。
3
气体样品控制
THANK YOU.
细胞和组织成像
利用X射线光电子能谱分析可以研究细胞和组织的结构和功能 ，如细胞膜的通透性和细胞骨架的分布等。同时也可以测定 细胞内自由基的分布和数量，为抗氧化剂药物的设计提供依 据。
05
x射线光电子能谱分析的挑战和前景
实验技术的局限性
01
样品制备难度大
02
信号衰减问题
需要选择合适的样品制备方法，以减 少表面吸附物和污染物的干扰。
2023
x射线光电子能谱分析ppt
目录
• 引言 • x射线光电子能谱分析实验技术 • x射线光电子能谱分析在材料科学中的应用 • x射线光电子能谱分析在生物学中的应用 • x射线光电子能谱分析的挑战和前景 • 参考文献 • 结论
01
引言
x射线光电子能谱简介
x射线光电子能谱技术（XPS）是一种表面分析技术，用于测 量样品表面的元素组成和化学状态。
04
x射线光电子能谱分析在生物学中的 应用
在生物大分子结构研究中的应用
确定生物大分子中的元素组成
通过X射线光电子能谱分析，可以测定生物大分子中的元素组成，如蛋白质 、核酸和多糖等。
研究生物大分子结构
利用X射线光电子能谱分析可以研究生物大分子的结构，如蛋白质的三维构象 和核酸的二级结构等。
x射线光电子能谱分析案例ppt课件
➢ AES大都用电子作激发源，因为电子激发得到的 俄歇电子谱强度较大。
.
21
8.2 光电子能谱仪实验技术
1．Ｘ射线激发源 2. 电子能量分析器
➢ 半球型电子能量分析器
➢ 筒镜式电子能量分析器
3. 检测器
4.真空系统
.
22
8.2 光电子能谱仪实验技术
1．Ｘ射线激发源XPS中最常用的X射线来自主要由灯丝、栅极和阳极 靶构成。
2
主要内容
➢ XPS的基本原理 ➢ 光电子能谱仪实验技术 ➢ X射线光电子能谱的应用
.
3
8.1 XPS的基本原理
XPS是由瑞典Uppsala大学的K. Siegbahn及其同事历经近20年的潜 心研究于60年代中期研制开发出的一种新型表面分析仪器和方法。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。
成静电场； 灵敏度高、分辨率低；
.
28
8.2 光电子能谱仪实验技术
3. 检测器
用电子倍增器检测电子数目。电子倍增器是一种 采用连续倍增电极表面的静电器件，内壁具有二次 发射性能。电子进入器件后在通道内连续倍增，增 益可达 109
.
29
8.2 光电子能谱仪实验技术
4.真空系统
1、减少电子在运动 过程中同残留气体分 子发生碰撞而损失信 号强度。
XPS谱图的背底随结.合能值的变化关系
34
8.2 光电子能谱仪实验技术
3. XPS峰强度的经验规律 （1）主量子数小的壳层
的峰比主量子数大 的峰强； （2）同一壳层，角量子 数大者峰强； （3）n和l都相同者，j大 者峰强。
.
35
8.2 光电子能谱仪实验技术
.
21
8.2 光电子能谱仪实验技术
1．Ｘ射线激发源 2. 电子能量分析器
➢ 半球型电子能量分析器
➢ 筒镜式电子能量分析器
3. 检测器
4.真空系统
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22
8.2 光电子能谱仪实验技术
1．Ｘ射线激发源XPS中最常用的X射线来自主要由灯丝、栅极和阳极 靶构成。
2
主要内容
➢ XPS的基本原理 ➢ 光电子能谱仪实验技术 ➢ X射线光电子能谱的应用
.
3
8.1 XPS的基本原理
XPS是由瑞典Uppsala大学的K. Siegbahn及其同事历经近20年的潜 心研究于60年代中期研制开发出的一种新型表面分析仪器和方法。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。
成静电场； 灵敏度高、分辨率低；
.
28
8.2 光电子能谱仪实验技术
3. 检测器
用电子倍增器检测电子数目。电子倍增器是一种 采用连续倍增电极表面的静电器件，内壁具有二次 发射性能。电子进入器件后在通道内连续倍增，增 益可达 109
.
29
8.2 光电子能谱仪实验技术
4.真空系统
1、减少电子在运动 过程中同残留气体分 子发生碰撞而损失信 号强度。
XPS谱图的背底随结.合能值的变化关系
34
8.2 光电子能谱仪实验技术
3. XPS峰强度的经验规律 （1）主量子数小的壳层
的峰比主量子数大 的峰强； （2）同一壳层，角量子 数大者峰强； （3）n和l都相同者，j大 者峰强。
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35
8.2 光电子能谱仪实验技术
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
X射线光电子能谱谱线强度反映原子的含量或 相对浓度。测定谱线强度便可进行定量分析。
X射线光电子能谱可分析除氢、氦以外的所有 元素，测量深度为几埃到几十埃，对多组分样 品，元素的检测限为0.1％（原子分数）。
1.3 谱的认识
1.3.1 光电子特征峰
s壳层不发生自旋分裂 p,d,f壳层分裂成两个能级
Binding Enegy / eV
1.3.2 光电子特征峰伴峰
shake up 峰对化学研究提供的有用信息： 顺磁反磁性 键的共价性和离子性 几何构型 自旋密度 配合物中的电荷转移 弛豫现象
1.3.2 光电子特征峰伴峰
(2) 振离谱线 ( Shake off ) ---- 是一种多重电离
Intensity / a.u.
36000 34000 32000 30000 28000 26000
Zn2p 1/2
Zn2p 3/2
1050
1040
1030
Binding Energy / eV
1020
1010
Ag3d3/2
Ag3d5/2
16000 14000
Pt4f
Pt4f
7/2
5/2
intensity / cps
2.3 定量分析
物理模型计算法 影响因素多,误差大, 运用不多
标准样品法正确度较好,标样源自制 备,应用有局限性灵敏度因子法 误差较大,简便快速, 应用广泛
2.3 定量分析
缺点： ⑴定量误差大，是半定量分析 ⑵一般是相对含量 ⑶受样品表面状态影响大
2.3 定量分析 灵敏度因子法
对于表面均匀的样品，特定谱峰中光电子计数为:
N1s结合能值: NO3NO2NH2
氧化态增加
化学位移增加
例2 BeF2和BeO中 的Be具有相同的氧化 数(+2),
电负性Ｆ＞Ｏ,
所以Be在BeF2中比 在BeO中具有更高的 氧化态.
例3 电负性 FOCH
四个碳原子在分 子中所处的化学 环境不同
所以在谱图上出 现四个位移不同 的C1s峰
化学状态, 官能团分析
2.1 元素定性分析
提供“原子指纹” ( 除H, He以外 ) 各种元素都有它的特征的电子结合能,在能 谱图中出现特征谱线.我们可以根据这些谱 线在能谱图中的位置来鉴定元素的种类.
绝对灵敏度很高,达10-18g, 但相对灵敏度较低,一般只有0.1%左右. 所以XPS是一种很好的微量分析技术.
(3)能量损失峰 ( Energy loss )-----是由于
光电子在穿过样品表面时同原子(或分子)之 间发生非弹性碰撞损失能量后在谱图上出 现的伴峰.
对于金属 等离子激元
1.3.2 光电子特征峰伴峰
(4) X射线卫星峰 (X-ray satellites )----由特征 X射线主线以外的其它伴线产生的.
shake up
920
910
900
890
Binding Energy / eV
Ce3d-Ce3+ Ce3d-Ce4+
880
10000
C1s, 284.8eV
8000
Intensity / cps
6000
Shake up
4000
2000
0
298 296 294 292 290 288 286 284 282 280 278
通过非辐射跃迁使另一个电 子激发成自由电子,即俄歇电 子
Photon
光电过程
L2,3 或 2p L1 或 2s
Photoelectron K 或 1s
Auger 过程
Auger electron
L2,3 或 2p L1 或 2s
K 或 1s
X射线激发的俄歇电子峰的特点
☻X射线激发的俄歇电子峰多以谱线群的形式 出现.
X射线光电子能谱
X射线光电子能谱能解决什么问题？ X射线光电子能谱怎样识别？ X射线光电子能谱要注意那些问题？
内容
１ 基本原理及谱的认识 ２ 定性、定量分析和深度分析 ３ 实验时应注意的问题
１ 基本原理及谱的认识
1.1 概述 1.2 基本原理 1.3 谱的认识 1.4 非导电样品的荷电校正
1.1 概述
X射线光电子能谱( XPS ) X-ray Photoelectron Spectroscopy 化学分析电子能谱( ESCA ) Electron Spectroscopy for Chemical Analysis
——表面元素化学成分和元素化学态分析 的分析技术
1.1 概述
第一本论著 1967年 K. Siegbahn等著 1980年K. Siegbahn获诺贝尔物理奖
光电过程示意图
外壳层
h
e-
内壳层
Ek = h－Eb－
1.2 基本原理
XPS方法的基础是爱因斯坦光电定律，对于自由分子 和原子，应有
Ek = h－Eb－
式中
h ――入射光子能量（已知值）
Ek ――光电过程中发射的光电子的动能（测定值）
Eb ――内壳层束缚电子的结合能（计算值）
☻俄歇电子的动能与激发源的能量无关.
☻俄歇电子峰的能量也能反映化学位移效应.
Auger参数
h
修正的Auger参数
'
K3,4激发F1s
L3VV Kinetic Energy
Auger参数二维图
1.4 非导电样品的荷电校正
在对非导电样品进行测定时，由于光 电子的不断发射，使样品表面积累正电荷。 这种电荷效应一般引起发射的光电子动能 降低，使记录的谱峰位移（可达几个电子 伏特）。
校正荷电效应的方法
利用污染碳C1s结合能做内标 （BEC1s=284.8eV）
在样品表面蒸镀Au或Pt等元素 （BEAu4f7/2=84.0eV,BEPt4f7/2=71.1eV)
将样品压入In片 将Ar离子注入到样品表面
２ 定性、定量分析和深度分析
定性分析
鉴定物质的元素组成 ( 除H, He 以外 ), 混合物的成分分析
1.4 非导电样品的荷电校正
h e
荷电效应示意图
45000 40000
Ba3d
35000
Intensity / cps
30000
25000
20000
15000
10000
5000
0
900
880
860
840
820
800
780
Binding Energy / eV
克服荷电效应的方法
把样品制成尽可能薄的薄片 把非导电样品与导电样品紧密混合 在样品表面蒸镀极薄的导电层 在样品室安装低能电子中和枪
――谱仪的功函数（已知值）
基本概念
结合能(Binding Energy) -----原子能级中电子的结合能, 其值等于把 电子从所在的能级转移到Fermi能级时所需 的能量
化学位移(Chemical shift) -----原子的内壳层电子结合能随原子周围化 学环境变化的现象
X射线光电子能谱仪的基本构造
谱图上是单峰 在谱图上出现双峰.
两峰的面积比一般为
2p1/2 2p3/2 = 1 2 3d3/2 3d5/2 = 2 3 4f5/2 4f7/2 = 3 4
4500
N1s
4000
Intensity / a.u.
3500
3000
2500
406 404 402 400 398 396 394 Binding Energy / eV
商品化仪器 七十年代中 是一门比较新的谱学
优点及特点 ：
⑴固体样品用量小，不需要进行样品前处理，从而 避免了引入或丢失元素所造成的误分析 ⑵表面灵敏度高，一般信息深度10nm ⑶分析速度快，可多元素同时测定 ⑷可以给出原子序数3-92的元素信息，以获得元素 成分分析 ⑸可以给出元素化学态信息，进而可以分析出元素 的化学态或官能团 ⑹样品不受导体、半导体、绝缘体的限制等 ⑺是非破坏性分析方法。结合离子溅射，可作深度 剖析
过程.当原子的一个内层电子被X射线光电离而发 射时, 由于原子的有效电荷的突然变化导致一个外 层电子激发到连续区(即电离). 其结果是在谱图主 峰的低动能端出现平滑的连续谱, 在连续谱的高动 能端有一陡限, 此陡限同主峰之间的能量差等于带 有一个内层空穴离子基态的电离电位.
1.3.2 光电子特征峰伴峰
基态有未成对电子的原子中. 当价层能级有未成对电子的原子内层光致电离
而形成一个空穴后,空穴导致的内层未成对电子同 价层中未成对电子发生自旋相互作用(偶合),形成 不同终态离子,结果在谱图上出现多重分裂峰.
Fe3s峰的多重分裂
Fe2(SO4)3 K4FeCN6
1.3.2 光电子特征峰伴峰
过渡金属具有未充满 的d轨道
1.3.2 光电子特征峰伴峰
易出现shake up峰的情况：
※ 具有未充满的d,f轨道的过渡金属化合 物和稀土化合物
※ 具有不饱和侧链,或不饱和骨架的高聚物 ※某些具有共轭电子体系的化合物
Intensity / eV
50000 45000 40000 35000 30000 25000 20000
1.3.2 光电子特征峰伴峰
(1) 振激谱线 ( Shake up )-----是一种与光电离
过程同时发生的激发过程. 当原子的一个内层电子 被X射线光电离而发射时, 由于原子的有效电荷的 突然变化导致一个外层电子跃迁到激发的束缚态. 外层电子的跃迁导致发射光电子动能减小,其结果 是在谱图主峰低动能侧出现分立的伴峰,伴峰同主 峰之间的能量差等于带有一个内层空穴的离子的 基态同它的激发态之间的能量差.