X射线与俄歇光电子能谱及其应用1综述VIP免费

X射线与俄歇光电子能谱应用的文献综述摘要：针对X射线与俄歇光电子能谱的应用范围较广泛，通过对各种物质的分析，重点介绍了X射线在化学分析中的应用及俄歇电子能谱仪在材料分析(失效分析、表面分析、微区分析)等方面的应用。关键词：x射线光电子能谱仪样品前处理装置俄歇电子能谱仪样品制备材料分析失效分析表面分析微区分析一、X射线的应用X射线的特征是波长非常短，频率很高，其波长约为（20～0.06）×10-8厘米之间。因此X射线必定是由于原子在能量相差悬殊的两个能级之间的跃迁而产生的。所以X射线光谱是原子中最靠内层的电子跃迁时发出来的，而光学光谱则是外层的电子跃迁时发射出来的。X射线在电场磁场中不偏转。这说明X射线是不带电的粒子流，因此能产生干涉、衍射现象。X射线光电子能谱(XPS)是利用波长在x射线范围的高能光子照射被测样品，测量由此引起的光电子能量分布的一种谱学分析方法，是瑞典Uppsala大学K．Siegbahn及其同事经过近20年的潜心研究而建立的。随着微电子技术的发展，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。通过对样品进行全扫描，在一次测定中即可检测出全部或大部分元素。因而，X射线光电子能谱已发展成为具有表面元素分析、化学态和能带结构分析以及微区化学态成像分析等功能强大的表面分析仪器。X射线光电子能谱仪的基本组成有真空室、X射线源(A1／Mg双阳极x射线源)、电子能量分析器。X射线光电子能谱的理论依据就是爱因斯坦(Einstein)的光电子发射公式。根据Einstein的能量关系式有：^v=Eb+Ek。式中，入射光子能量h是已知的，借助光电子能谱仪可以测出光电过程中被入射光子所激发出的光电子能量Ek，从而可求出内层电子的轨道结合能Eh。由于各种原子都有一定结构，所以知道Eb值后，即能够对样品进行元素分析鉴定。XPS作为研究材料表面和界面电子及原子结构的最重要手段之一，原则上可以测定元素周期表上除氢、氦以外的所有元素。其主要功能及其应用有三方面：第一，可提供物质表面几个原子层的元素定性、定量信息和化学状态信息；第二，可对非均相覆盖层(如薄膜)进行深度分布分析，了解元素随深度分布的情况；第三，可对元素及其化学态进行成像，给出不同化学态的不同元素在表面的分布图像等。医学上常用作辅助检查方法之一。临床上常用的x线检查方法有透视和摄片两种。工业中用来探伤。长期受X射线辐射对人体有伤害。X射线可激发荧光、使气体电离、使感光乳胶感光，故X射线可用电离计、闪烁计数器和感光乳胶片等检测。晶体的点阵结构对X射线可产生显著的衍射作用，X射线衍射法已成为研究晶体结构、形貌和各种缺陷的重要手段。1.X射线光电子能谱的应用研究例子：X射线光电子能谱仪鉴别黑色碳粉字迹的应用研究【1】1.1仪器：Thermo'VGScientific生产的ESCALAB250型x射线光电子能谱仪，AlKAlphaX射线源15kV，150W；X光束斑直径约500微米。1.2材料：hDcolorLaserjet2550n彩色激光打印机及其原装硒鼓碳粉；EPL一6200L激光打印机及其原装硒鼓碳粉；TOSHIBAe—STUDIO230S静电复印机及其原装碳粉。据文献资料，激光打印机、静电复印机所使用碳粉的主要成分包括：F—Fe3O4晶体粉粒、聚丙烯酸脂一苯乙烯共聚物、电荷调节剂CCA、流动化剂SiO2、表面改性剂聚乙烯或聚丙烯石蜡等。1.3实验方法（1）实验样本的制备选择相同纸张，用hpcolorLaserjet2550n彩色激光打印机打印黑色文字，制成样品1；用EPL-6200L激光打印机打印黑色文字，制成样品2；以样品1的备份文件为原稿，用TOSHIBAe—STUDIO230S静电复印机复印制作样品3。纸袋封装，待测。（2）测试方法在样品1、2、3上分别剪取约lcm的碳粉字迹，依次直接固定于样品台上，然后依照x射线光电子能谱仪操作规程进行测试。本次实验每一样品选取2处碳粉字迹，获得6组谱图及数据供分析研究。1.4结果与分析通过实验，获取了3个样品的XPS谱图数据和XPS成像。3个样品相比，样品1表面含C、O、Si，样品2表面含C、O、Si、F，样品3表面含C、O、Si、Ti。XPS还可以对元素及其化学态成像，绘出不同元素在表面的分布图像。如选择3种样品共有的元素si进行成像，每个样品选择了两个...