材料X射线光电子能谱数据处理及分峰的分析实例 例:将剂量为1107ions/cm2,能量为45KeV 的碳离子注入单晶硅中,然后在1100C退火2h 进行热处理。对单晶硅试样进行XPS 测试,试对其中的C1s高分辨扫瞄谱进行解析,以确定各种可能存在的官能团。 分析过程: 1、在Origin 中处理数据 图 1 将实验数据用记事本打开,其中C1s表示的是C1s电子,299.4885 表示起始结合能,-0.2500 表示结合能递减步长,81 表示数据个数。从 15842 开始表示是光电子强度。从 15842 以下数据选中Copy 到 Excel 软件 B 列中,为光电子强度数据列。同时将299.4885Copy 到 Excel 软件 A 列中,并按照步长及个数生成结合能数据,见图 2 图 2 将生成的数据导入 Origin 软件中,见图 3。 图3 此时以结合能作为横坐标,光电子强度作为纵坐标,绘出C1s谱图,检查谱图是否有尖峰,如果有,那是脉冲,应把它们去掉,方法为点Origin 软件中的Data-Move Data Points,然后按键盘上的或箭头去除脉冲。本例中的实验数据没有脉冲,无需进行此项工作。将 column A 和 B 中的值复制到一空的记事本文档中(即成两列的格式,左边为结合能,右边为峰强),并存盘,见图4。 图4 2、打开 XPS Peak,引入数据:点 Data----Import (ASCII),引入所存数据,则出现相应的 XPS 谱图,见图5、图6。 3、选择本底:点 Background,因软件问题, High BE 和 Low BE 的位置最好不改,否则无法再回到 Origin,此时本底将连接这两点,Type 可据实际情况选择,一般选择 Shirley 类型,见图 7。 图7 4、加峰: 点 Add peak,出现小框,在 Peak Type 处选择 s、p、d、f 等峰类型(一般选 s),在 Position 处选择希望的峰位,需固定时则点 fix 前小方框,同法还可选半峰宽(FWHM)、峰面积等。各项中的 constraints 可用来固定此峰与另一峰的关系。点 Delete peak 可去掉此峰。然后再点 Add peak 选第二个峰,如此重复。 在选择初始峰位时,如果有前人做过相似的实验,可以查到相应价键对应的峰位最好。但是如果这种实验方法比较新, 前人没有做过相似的,就先用标准的峰位为初始值。最优化所有的峰位,然后看峰位位置的变化。 本例中加了三个峰, C 元素注入单晶硅后可能形成 C-C、C-Si 和 C-H 三个价键。根据这三个价键对应的结合能确定其初始峰位, 然后添加。具体过程见图8、9、10。 图 8 图 9 ...