@电谱 第八章电子能谱 根据激发源的不同,电子能谱又分为: Ⅹ射线光电子能谱(简称XPS) (X-Ray Photoelectron Spectrometer) 紫外光电子能谱(简称UPS) uLtraviolet Photoelectron Spectrometer) 俄歇电子能谱(简称AES) (Auger Electron Spectrometer) 2021/2/15 谱学导论
2021/2/15 谱学导论 1 第八章 电子能谱 根据激发源的不同，电子能谱又分为: X射线光电子能谱(简称 XPS) (X-Ray Photoelectron Spectrometer) 紫外光电子能谱(简称 UPS) (Ultraviolet Photoelectron Spectrometer) 俄歇电子能谱(简称 AES) (Auger Electron Spectrometer)
§8.1电予能谮的基本原理 @电艏谱 §81电子能谱的基本原理 基本原理就是光电效应 能量关系可表示: hv=E,+E k +E 光电子(EK) 电子结合能 原子的反冲能量 电子动能E=2(M-m 入射光(hv) 忽略E(<0.1eV)得 荧光X射线 俄歇电子 hv=e k +E 2021/2/15 谱学导论
2021/2/15 谱学导论 2 §8.1 电子能谱的基本原理 能量关系可表示： hv = Eb + Ek + Er 原子的反冲能量 E ( M m) r = − a 1 2 2 * 忽略 Er (<0.1eV）得 hv = Ek + Eb 电子结合能 电子动能 基本原理就是光电效应。 §8.1 电子能谱的基本原理
§8.1电予能谮的基本原理 对孤立原子或分子,E就是把电子从所在轨道 移到真空需的能量,是以真空能级为能量零点的 对固体样品,必须 熹空级 考虑晶体势场和表 责米能级 面势场对光电子的 束缚作用,通常选 芯鉗级 取费米(Ferm能级 K 为的参考点。 0k时固体能带中充 hy=Ek+E+小功函数 满电子的最高能级 2021/2/15 谱学导论
2021/2/15 谱学导论 3 对固体样品，必须 考虑晶体势场和表 面势场对光电子的 束缚作用，通常选 取费米(Fermi)能级 为 的参考点。 Eb 0k时固体能带中充 满电子的最高能级 对孤立原子或分子， 就是把电子从所在轨道 移到真空需的能量，是以真空能级为能量零点的。 Eb hv = Ek + Eb + 功函数 §8.1 电子能谱的基本原理
§8.1电予能谮的基本原理 申能谱 为防止样品上正电荷积累,固体样品必须保持 和谱仪的良好电接触,两者费米能级一致。 实际测到的电子动能为 熹空级 责米能级 Ek=Ek-(。-) hv-Eb-9 芯鉗级 Eb=hv-Ek-osI K 仪器功函数 hv=Ek+Eb+功函数 2021/2/15 谱学导论
2021/2/15 谱学导论 4 hv = Ek + Eb + 功函数 为防止样品上正电荷积累，固体样品必须保持 和谱仪的良好电接触，两者费米能级一致。 实际测到的电子动能为： b s p k k s p s hv E E E = − − = − ( − ) ' Eb = hv − Ek −sp ' 仪器功函数 §8.1 电子能谱的基本原理
§8.1电予能谮的基本原理 @电了能普 特征 XPS采用能量为1000~1500eV的射线源,能激发内层 电子。各种元素内层电子的结合能是有特征性的,因 此可以用来鉴别化学元素。 UPS采用He(21.2ev)或HeI(40.8e作激发源。与X 射线相比能量较低,只能使原子的价电子电离,用于 研究价电子和能带结构的特征。 AES大都用电子作激发源,因为电子激发得到的俄歇电 子谱强度较大。 光电子或俄歇电子,在逸出的路径上自由程很短,实 际能探测的信息深度只有表面几个至十几个原子层, 光电子能谱通常用来作为表面分析的方法。 2021/2/15 谱学导论
2021/2/15 谱学导论 5 特征： XPS采用能量为 的射线源，能激发内层 电子。各种元素内层电子的结合能是有特征性的，因 此可以用来鉴别化学元素。 1000 ~1500eV UPS采用 或 作激发源。 与X 射线相比能量较低，只能使原子的价电子电离，用于 研究价电子和能带结构的特征。 He I(21.2eV) He II(40.8eV) AES大都用电子作激发源，因为电子激发得到的俄歇电 子谱强度较大。 光电子或俄歇电子，在逸出的路径上自由程很短，实 际能探测的信息深度只有表面几个至十几个原子层， 光电子能谱通常用来作为表面分析的方法。 §8.1 电子能谱的基本原理