X 光电子能谱分析的基本原理 一定能量的X 光照射到样品表面，和待测物质发生作用，可以使待测物质原子中的电子脱离原子成为自由电子。该过程可用下式表示: hn=Ek+Eb+Er （10.3） 式中: hn：X 光子的能量； Ek：光电子的能量； Eb：电子的结合能； Er：原子的反冲能量。 其中Er很小，可以忽略。对于固体样品，计算结合能的参考点不是选真空中的静止电子，而是选用费米能级，由内层电子跃迁到费米能级消耗的能量为结合能Eb，由费米能级进入真空成为自由电子所需的能量为功函数Φ，剩余的能量成为自由电子的动能Ek，式(103)又可表示为： hn=Ek+Eb+Φ （10.4） Eb= hn- Ek-Φ （10.5） 仪器材料的功函数Φ是一个定值，约为4eV，入射X 光子能量已知，这样，如果测出电子的动能Ek，便可得到固体样品电子的结合能。各种原子，分子的轨道电子结合能是一定的。因此，通过对样品产生的光子能量的测定，就可以了解样品中元素的组成。元素所处的化学环境不同，其结合能会有微小的差别，这种由化学环境不同引起 的 结 合 能 的 微 小 差 别 叫 化 学 位 移 ，由 化 学 位 移 的 大 小 可 以 确 定 元 素所 处 的 状 态 。 例 如 某 元 素 失 去 电 子 成 为 离 子 后 ， 其 结 合 能 会 增 加 ， 如果 得 到 电 子 成 为 负 离 子 ， 则 结 合 能 会 降 低 。 因 此 ， 利 用 化 学 位 移 值 可以 分 析 元 素 的 化 合 价 和 存 在 形 式 。 阿 X 光 电 子 能 谱 法 是 一 种 表 面 分 析 方 法 ，提 供 的 是 样 品 表 面 的 元 素含 量 与 形 态 ， 而 不 是 样 品 整 体 的 成 分 。 其 信 息 深 度 约 为3-5nm。 如果 利 用 离 子 作 为 剥 离 手 段 ， 利 用 XPS 作 为 分 析 方 法 ， 则 可 以 实 现 对样 品 的 深 度 分 析 。 固 体 样 品 中 除 氢 、 氦 之 外 的 所 有 元 素 都 可 以 进 行XPS 分 析 。 XPS 的 应 用 XPS 主 要 应 用 是 测 定 电 子 的 结 合 能 来 实 现 对 表 面 元 素 的 定 性 分析 。 图 10.12 是 高 纯 铝 基 片 上 沉 积 Ti(CN)x 薄 膜 的 XPS 谱 图 。 所 用X 射 线 源 为 MgKα， 谱 图 中 的 每个峰表 示...
