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董ch光譜分析ppt課件(編輯修改稿)

2026-02-13 18:56 本頁面

　

【文章內(nèi)容簡介】紅外光譜 —— 分子指紋（基團(tuán)特征）表面分析 —— 原子指紋，測定原子的價態(tài) (電子結(jié)構(gòu) )、原子和電子所處的能級，從而可以定出分子結(jié)構(gòu)。表面分析技術(shù) ? 電子譜學(xué)： ? X射線光電子能譜分析（ XPS） ? 俄歇電子能譜（ AES） ? 電子能量損失譜（ EELS） ? 離子譜學(xué) ? 二次離子質(zhì)譜（ SIMS ） ? 濺射中性質(zhì)譜（ SNMS） ? 離子掃描能譜（ ISS）表面分析技術(shù) 電子能譜分析基本概念 ? 以光子照射樣品的表面，樣品則發(fā)射光電子，產(chǎn)生光電效應(yīng) 。 ? 根據(jù)愛因斯坦光電定律，樣品原子吸收光子的能量后，內(nèi)殼層上的電子受到激發(fā)，克服了原子核對它的束縛，以一定的動能跳出來，進(jìn)入真空，這就是光電子。電子能譜分析基本概念 ? 電子發(fā)射之后，原子很不穩(wěn)定，原子中具有較高能量的外層電子將迅速到達(dá)內(nèi)殼層上填補(bǔ)因光電離產(chǎn)生的空穴，并以發(fā)射熒光 X射線或俄歇電子釋放多余的能量。由于發(fā)射過程的不同，被測電子可能是光電子，也可能是俄歇電子。 ? 根據(jù)被測電子的不同，電子能譜劃分為光電子能譜（ PES）和俄歇電子能譜（ AES）。 ? 光電子能譜若以單色光源紫外光作激發(fā)源，稱為紫外光電子能譜（ UPS），若以單色光源軟 X射線作激發(fā)源，稱為 X射線光電子能譜（ XPS）。電子能譜分析基本概念 ? 由于 XPS在化學(xué)分析上的廣泛應(yīng)用，又被瑞典的一批最早發(fā)展 XPS的化學(xué)應(yīng)用的科學(xué)家們?nèi)∶麨镋SCA，即 Electron Spectroscopy for Chemical Analysis （化學(xué)分析用電子能譜） ? XPS（或 ESCA）以 X射線為激發(fā)源，被測電子為X射線光電子，其能量范圍在 100300eV，這些電子主要來自原子的內(nèi)殼層。主要應(yīng)用于固體材料的電子結(jié)構(gòu)研究。。 ? UPS以真空紫外光作激發(fā)源，被測電子以紫外光電子。這些光電子都來自原子的價殼層，主要用于氣相分子價電子結(jié)構(gòu)的研究，其能量范圍在。電子能譜分析基本概念 ? AES，以電子束作激發(fā)源，被測電子為俄歇電子。電子可能來自價殼層，也可能來自內(nèi)殼層。其能量和強(qiáng)度都較光電子弱，因此在普通俄歇譜議上，一般以一次微分形式獲得其譜圖。 ? 與光電子能譜比較，它收集數(shù)據(jù)快，可連續(xù)掃描，用電子束的聚焦作用可制成俄歇電子顯微鏡（ SAM），從而可得到材料表面的元素分布圖。但是它定量困難，在無XPS譜伴隨的情況下，化學(xué)狀態(tài)不易解釋；荷電現(xiàn)象與輻照損傷使它幾乎無法用在有機(jī)材料上，也難用于無機(jī)非金屬等絕緣材料體系，這大大限制了它的應(yīng)用。所以，以電子束作激發(fā)源的 AES，主要用于金屬、良導(dǎo)體材料體系，尤其是以獲得微區(qū)深度剖析和表面元素分布圖為目的的場合。歷史及發(fā)展趨勢 ? AES：創(chuàng)始人是英格蘭人 David Turner。這個技術(shù)是 60年代才發(fā)展起來的。目前，除了氣相之外，已發(fā)展成為研究固體材料電子結(jié)構(gòu)的固定方法之一。 ? XPS： 50年代就有了這種譜議，六十年代由瑞典 Uppsala大學(xué)教授 Kai Siegbahn教授發(fā)展起來的。由于在光電子能譜的理論和技術(shù)上的重大貢獻(xiàn)， 1981年， Kai Siegbahn獲得了諾貝爾物理獎。歷史及發(fā)展趨勢 ? 四十多年來， X射線光電子能譜無論在理論上和實驗技術(shù)上都已獲得了長足的發(fā)展。 XPS已從剛開始主要用來對化學(xué)元素的定性分析，業(yè)已發(fā)展為表面元素定性、半定量分析及元素化學(xué)價態(tài)分析的重要手段。 XPS的研究領(lǐng)域也不再局限于傳統(tǒng)的化學(xué)分析，而擴(kuò)展到現(xiàn)代迅猛發(fā)展的材料學(xué)科。目前該分析方法在日常表面分析工作中的份額約 50%，是一種最主要的表面分析工具。歷史及發(fā)展趨勢 ? PES發(fā)展方向是發(fā)展微米 X射線源，以滿足微區(qū)分析的需要。 ? 已從原來的激發(fā)能固定的

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