X射线光电子能谱分析(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)是用X射线去辐射样品,使原子或分子的内层电子或价电子受激发射出来。被光子激发出来的电子称为光电子,可以测量光电子的能量,以光电子的动能为横坐标,相对强度(脉冲/s)为纵坐标可做出光电子能谱图,从而获得待测物组成。

1.XPS是什么意思

 

X射线光电子能谱是分析物质表面化学性质的一项技术。XPS可测量材料中元素组成、经验公式、元素化学态和电子态。用一束X射线激发固体表面,同时测量被分析材料表面1-10nm内发射出电子的动能,而得到XPS谱。光电子谱记录超过一定动能的电子。光电子谱中出现的谱峰为原子中一定特征能量电子的发射。光电子谱峰的能量和强度可用于定性和定量分析所有表面元素(氢元素除外)。

 

XPS是什么意思

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2.X射线光电子能谱分析原理

 

X射线光电子能谱分析(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)是用X射线去辐射样品,使原子或分子的内层电子或价电子受激发射出来。被光子激发出来的电子称为光电子,可以测量光电子的能量,以光电子的动能为横坐标,相对强度(脉冲/s)为纵坐标可做出光电子能谱图,从而获得待测物组成。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,包括价态。 X射线光电子能谱因对化学分析最有用,因此被称为化学分析用电子能谱(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis, ESCA) 。1887年,Heinrich Rudolf Hertz发现了光电效应。二十年后的1907年,P.D. Innes用伦琴管、亥姆霍兹线圈、磁场半球 (电子能量分析仪)和照相平版做实验来记录宽带发射电子和速度的函数关系。

 

X射线光电子能谱分析原理

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3.X射线光电子能谱分析特点

 

1、元素的定性分析。可以根据能谱图中出现的特征谱线的位置鉴定除H、He以外的所有元素。
 
2、元素的定量分析。根据能谱图中光电子谱线强度(光电子峰的面积)反映原子的含量或相对浓度。
 
3、固体表面分析。包括表面的化学组成或元素组成,原子价态,表面能态分布,测定表面电子的电子云分布和能级结构等。
 
4、化合物的结构。可以对内层电子结合能的化学位移精确测量,提供化学键和电荷分布方面的信息。
 
5、分子生物学中的应用,e.g., 利用XPS鉴定维生素B12中的少量的Co。

 

X射线光电子能谱分析特点

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