報告人：單夢潔成員：單夢潔劉二情魏娟娟楊秋X射線光電子能譜分析

X-rayPhotoelectronSpectroscopyXPSX射線光電子能譜分析法是用X射線作入射束，在與樣品表面原子相互作用后，將原子內(nèi)殼層電子激發(fā)電離，通過對結(jié)合能的計算并研究其變化規(guī)律來了解被測樣品所含元素及其化學(xué)狀態(tài)。這個被入射的特征X射線激發(fā)電離的電子稱為光電子。它不但用于化學(xué)元素分析，而且更廣泛地應(yīng)用于表面科學(xué)和材料科學(xué)。主要內(nèi)容XPS的工作原理

設(shè)備組成，基本原理，工作流程XPS的使用條件（環(huán)境條件）樣品制備

樣品要求，注意事項，制備過程儀器特點及功能主要特點，主要功能數(shù)據(jù)分析應(yīng)用實例中印度洋海嶺Edmond熱液區(qū)塊狀硫化物中自然金的發(fā)現(xiàn)

工作原理一、設(shè)備組成光電子能譜儀主要由激發(fā)源、電子能量分析器、探測電子的監(jiān)測器和真空系統(tǒng)等幾個部分組成。PHI5800ESCA系統(tǒng)能量分析器真空泵組X射線光源計算機處理樣品腔工作原理可見，當(dāng)入射X射線能量一定，測出功函數(shù)和電子的動能，即可求出電子的結(jié)合能。由于每種元素的電子結(jié)構(gòu)是獨特的，計算出Eb就可以判定元素的類型。由于只有表面處的光電子才能從固體中逸出，因而測得的電子結(jié)合能必然反應(yīng)了表面化學(xué)成份的情況。EK=hν-Eb-Φsp（Eb：電子結(jié)合能；Φsp：譜儀的功函數(shù)，一般為常數(shù)；EK：電子動能，可實驗測得；hν：X射線能量，已知）二、基本原理由激發(fā)源發(fā)出的具有一定能量的X射線，電子束，紫外光，離子束或中子束作用于樣品表面時，可將樣品表面原子中不同能級的電子激發(fā)出來，產(chǎn)生光電子或俄歇電子等．這些自由電子帶有樣品表面信息，并具有特征動能．通過能量分析器收集和研究它們的能量分布，經(jīng)檢測紀錄電子信號強度與電子能量的關(guān)系曲線．即為光電子能譜．

光源（X-ray）樣品電離放出光電子能量分析器檢測器工作原理記錄不同能量的電子數(shù)目掃描和記錄系統(tǒng)三、工作流程使用條件基礎(chǔ)設(shè)施要求電力:單相200-230V交流電，50A，50/60Hz壓縮空氣:不低于620kPa干氮氣:不高于16kPa環(huán)境要求靜磁場：100μT或更低交變磁場：0.3μT或更低震動：10μm或更低(0.1~60Hz)的位移溫度：20±5℃濕度：70%或更低（無冷凝）散熱：正常使用時3000W烘烤時不高于7000W樣品制備樣品要求1.無磁性；無放射性；無毒性；無揮發(fā)性物質(zhì)(如單質(zhì)Na,K,S,P,Zn,Se,As,I,Te,Hg或者有機揮發(fā)物)；2.干燥；3.厚度小于2mm；4.固體薄膜或塊狀固體樣品切割成面積大小為5mm×8mm；5.粉末樣品最好壓片(直徑小于8mm)，如無法成形，粉末要研細，且不少于0.1g。注意事項1.樣品分析面確保不受污染，可使用分析純的異丙醇，丙酮，正己烷，或三氯甲烷溶液清洗以達到清潔要求；2.使用玻璃制品或者鋁箔盛放樣品，以免硅樹脂或纖維污染樣品表面；3.制備或處理樣品時使用聚乙烯手套，以免硅樹脂污染樣品表面。樣品絮制備·制備蔑過程液體氣體固體冷凍氣化塊狀線：直彎接夾爛或粘金在樣構(gòu)品托上粉末占：可根以粘塑在雙遣面膠書帶上搜或壓入因銦箔賭（或攝金屬揚網(wǎng)）分內(nèi)，掏也可以倘壓成屆片再滔固定然在樣睜品托察上采用干差分陳抽氣企的方蝕法把糠氣體引進終樣品呆室直狹接進慰行測趴定校正梨或消亂除樣慨品的澇荷電螺效應(yīng)鍍金萄法，菜電中丑和法驢，內(nèi)魯標法燒，外伐標法否等真空撈加熱換，Ar離子才刻蝕除去鼓表面答污染巾物主要躍特點適用氣于固懼、液炕、氣炭體樣駛品可以申測定也除H、He以外輸?shù)娜筒吭∷叵噜彶迷鼐镜耐煞N能腔級的趴譜線胖相隔美較遠然，相鋸互干堂擾少笑，元齒素定拘性的寇標示膊性強能夠柴觀測轉(zhuǎn)化學(xué)癥位移，進轉(zhuǎn)行原子合結(jié)構(gòu)毅分析叮和化學(xué)陵鍵研暗究超微妄表面總分析消（深拔度約20相?）樣品茅用量索少（核約10-8g）靈敏沸度高俯（可川達10-1敗8g）主要勁功能利用棋結(jié)合駝能進限行定械性分殼析利用?；瘜W(xué)祥位移原進行頑價態(tài)引分析利用扯強度勒信息浙進行灰定量中分析利用稈表面文敏感殖性進識行深汪度分吐布分茫析結(jié)合虜離子忘槍進弓行深彼度分退布分恐析利用雜小面脫積或洞成像XP拍S可進斃行元妻素成嗓像分饅析數(shù)據(jù)娃分析定性荒分析首先頓掃描車全譜脊，由燙于荷濟電存族在使獻結(jié)合體能升歪高，逼因此曠要通航過C結(jié)合坊能28腳4.磁6e綱V對全解譜進腦行荷童電校論正，托然后拘對感呢興趣才的元床素掃處描高規(guī)分辨惑譜，砌將所采得結(jié)損果與緊標準紛圖譜允對照劈燕，由斬結(jié)合司能確術(shù)定元小素種筐類，峽由化曉學(xué)位茄移確園定元素母的化揮學(xué)狀態(tài)召，為冶使結(jié)棍果準厭確在汽每一男次掃浙描得餃結(jié)果單分別些進行宿荷電館校正綠。XP就S譜圖尚中化猶學(xué)位牌移的弊分析葬一般居規(guī)律兵為：1、原霞子失礎(chǔ)去價逐電子蟲或因那與電堪負性竹高的看原子妥成鍵模而顯潮正電徒時，化內(nèi)層頓電子得結(jié)合死能升嚷高。2、原劑子獲唯得電勿子而革荷負遣電時絹，內(nèi)葵層電膝子結(jié)主合能龍減小飼。3、氧慎化態(tài)響越高鎮(zhèn)，結(jié)呆合能壘越大梨。4、價匯層發(fā)醋生某抗種變坦化時泊，所唉有內(nèi)谷層電核子化注學(xué)位蓬移相軋同刪。5、對陶于XP喂S峰主杜量子觀數(shù)n小的赴殼層航比n大的副峰強脂，n相同刻的角意量子謠數(shù)l大的兄峰強拌，n，l相同邊的j大的堤峰強丟。數(shù)據(jù)叛分析定量惑分析選取展最強儲峰的龍面積誕或強賀度作瞇為定障量計陽算的對基礎(chǔ)隙，多百采用趙靈敏圍度因終子法已，因揭為各旋元素難產(chǎn)生薪光電進子時圍的含此量強蔽度和咬含量驗不一幻玉定成壤正比計，從環(huán)而利眾用靈胖敏度毒因子惱對強熟度進丹行修碗正，起其做璃法為慣：以烘峰邊蚊、背運景的興切線釣交點浮為準稻扣除黃背景披，計在算峰朽面積斃或峰貨強，勒然后就分別現(xiàn)除以濁相應(yīng)譽元素唇的靈著敏度重因子蛇法，肆就可鍵得到趣各元事素的檢相對溜含量療，這受個相吸對含媽量是蠻原子蠅個數(shù)抱相對峰含量見即摩飄爾相費對含裝量。XP醬S圖譜美的分載峰處瞇理由于吉在制賠備過石程中敬外界勢條件棕不可融能完校全均羨勻一軍致，尿因而初對于政同一華元素濁可能竹存在蒼不同堂的化哭學(xué)態(tài)亂，而修各化范學(xué)態(tài)骨產(chǎn)生無的峰地又有內(nèi)可能載相互辮重疊誰，這騙樣就辭對定睬性、拿定量危分析核帶來薦了不搏便，掌因而堵在進偏行數(shù)怠據(jù)分滿析時弄需要騰對可祝能存澤在重詢疊的狼峰進剖行分香峰處撇理，緩目前瓜有很旁多數(shù)濾據(jù)處廈理軟拐件可勻以進浪行分沉峰運搶算，戴其原榴理都凝是利努用高妹斯－課洛淪肝茲函換數(shù)，央其中XP沫Sp蘇ea異k比較網(wǎng)常用療。數(shù)據(jù)屯分析XP罩S圖譜乞解釋痕步驟1、在XP枕S譜圖隊中首賣先鑒經(jīng)別出C觸1s、O莫1s、C（KL話L）、O（KL懲L）的譜污峰；2、鑒敲別各死種伴疤線所蚊引起鋒的伴蘆峰；3、先濃確定隊最強凝或較況強的磚光電風(fēng)子峰蘋（或后俄歇抹電子圖峰）攝，再蓬鑒定禽弱的棗譜線靈；4、辨?zhèn)湔Jp、d、f自旋損雙重思線，挎核對所得傘結(jié)論溪。應(yīng)用插實例確定膏金礦予物類疏型壞（利摔用XP器S對礦起石中Au的化卻學(xué)狀餅態(tài)進威行定危性測噴試）圖：旦熱液尾硫酸跳鹽礦矩石樣棄品中擔(dān)自然頌金顆頭粒的XP汪S譜圖裙（Au勸4f窄掃轉(zhuǎn)描）（a）樣括品表過面經(jīng)Ar離子海槍清騙潔1m收in；（b）樣滾品表陣面經(jīng)Ar離子童槍清咽潔5m刺in（吳增仲偉求等，20淡11）分析豆結(jié)果都表明冷，樣舒品表擾面經(jīng)Ar離子畢束先嫂后清膛潔1m達in、5m提in后，XP腫S（窄緞掃描倚）譜嚷圖中威均清掌晰可僚見呈牌雙峰兼結(jié)構(gòu)的Au塔4拳f譜峰池（見揪圖）途。以遭樣品鼠表面懸污染興碳的C慘1s結(jié)合滿能（28戒4.續(xù)8e嚼V）為捆標準裁進行恥荷電仿校正免，確點定該鴿金礦尖物所姨對應(yīng)的Au揀4牌f7/商2主峰嘩分別嚴為84臘.2仔1e輔V（圖a）和83耗.9岔9e饑V（圖b），繪并呈現(xiàn)Au示4鏈f5/艙2伴峰偽，2個峰倘的間歪距為3.盛7e牧V左右候。由榴于Au元素麻的結(jié)調(diào)合能政及其羞化學(xué)以位移旺會隨四氧化暑態(tài)（完價態(tài)盞）增返高而厘增加桐，與Au0相對腔比，Au+與Au3+通常耐會引煩起較相明顯合的正介位移柏。根據(jù)XP拳S數(shù)據(jù)冠庫可跨知，單質(zhì)賢金以Au杰4閱f7/壺2=8虧4.鹽0e截V（83揪.慕70～84可.純25瘦eV范圍忌內(nèi)）譜線作為餃結(jié)合