第九章 (一)基本原理 principles 一、 X射线光 (二)X射线光电子能谱分 谱与电子能谱 析 X-ray photoelectron spectroscopy 分析法 （三)紫外光电子能谱分析 ultraviolet photoelectron spectroscopy X-ray spectrometry and (四)Auger电子能谱 electron spectroscopy Auger photoelectron spectroscopy (五)电子能谱仪 electron spectroscopy 下一页 00:3939
00:39:39 第九章 一、X射线光 谱与电子能谱 分析法 （一）基本原理 principles （二）X射线光电子能谱分 析 X-ray photoelectron spectroscopy （三）紫外光电子能谱分析 ultraviolet photoelectron spectroscopy （四）Auger电子能谱 Auger photoelectron spectroscopy （五）电子能谱仪 electron spectroscopy X-ray spectrometry and electron spectroscopy
(一)基本原理 principles 电子能谱法：光致电离： A+hv-→A+*+e 紫外（真空）光电子能谱 X射线光电子能谱 Auger电子能谱 单色X射线也可激发多种核内电子或不同能级上的电子， 产生由一系列峰组成的电子能谱图，每个峰对应于一个原子 能级(s、p、d、f); 00:3939
00:39:39 （一）基本原理 （一）基本原理 （一）基本原理 principles 电子能谱法：光致电离； A + hν→ A+* + e hν 紫外(真空)光电子能谱 hν X射线光电子能谱 hν Auger电子能谱 单色X射线也可激发多种核内电子或不同能级上的电子， 产生由一系列峰组成的电子能谱图，每个峰对应于一个原子 能级（s、p、d、f）；
光电离几率和电子逃逸深度 自由电子产生过程的能量关系： hv=E+Ek+E≈E,+E E,:电子电离能（结合能）：E:电子的动能；E:反冲动能 光电离几率（光电离截面σ）：一定能量的光子在与原子作用 时，从某个能级激发出一个电子的几率； σ与电子壳层平均半径，入射光子能量，原子序数有关： 轻原子：01s/02s≈20 重原子：同壳层σ随原子序数的增加而增大； 电子逃逸深度：逸出电子的非弹性散射平均自由程： :金属0.5~2nm;氧化物1.5~4nm;有机和高分子4~10nm; 通常：取样深度d=3入；表面无损分析技术； 00:39:39
00:39:39 光电离几率和电子逃逸深度 自由电子产生过程的能量关系： hν = Eb+ Ek+ Er≈ Eb+ Ek Eb：电子电离能(结合能)； Ek：电子的动能； Er ：反冲动能 光电离几率(光电离截面σ)：一定能量的光子在与原子作用 时，从某个能级激发出一个电子的几率； σ与电子壳层平均半径，入射光子能量，原子序数有关； 轻原子： σ 1s / σ 2 s ≈20 重原子： 同壳层σ 随原子序数的增加而增大； 电子逃逸深度λ：逸出电子的非弹性散射平均自由程； λ：金属0.5~2nm；氧化物1.5~4nm ；有机和高分子4~10nm ； 通常：取样深度 d = 3λ ；表面无损分析技术；
电子结合能 原子在光电离前后状态的能量差： E=E2-E 气态试样：E,=真空能级-电子能级差 固态试样：（选Fermi能级为参比能级） Eb=hv-中a-Ek'≈hN-更p-E Fermi能级：OK固体能带中充满电子的最高能级； 功函数：电子由Fermi能级→自由能级的能量； 每台仪器的中，固定，与试样无关，约3~4eV;Ek可由实 验测出，故计算出E后确定试样元素，定性基础。 00:39:39
00:39:39 电子结合能 原子在光电离前后状态的能量差： Eb= E2 – E1 气态试样： Eb=真空能级 – 电子能级差 固态试样：(选Fermi能级为参比能级) Eb= hν –Φsa – Ek' ≈ hν –Φsp – Ek Fermi能级：0K固体能带中充满电子的最高能级； 功函数：电子由Fermi能级→自由能级的能量； 每台仪器的Φsp固定，与试样无关，约3 ~ 4eV；Ek可由实 验测出，故计算出Eb 后确定试样元素，定性基础
E m一激发光子能量 E电子结合能 。一样品的功函数 导带 s? 中。一谱仪材料的功函数 E一样品发射电子的动能 E,一谱仪测量的电子动能 价带 E,一反冲能量 E一自由电子能级 Ep一Fermit能级 内壳层能级 图 光电过程的能量关系示意图 00:39:39
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