XPS, 全稱為X-ray Photoelectron Spectroscopy(X射線光電子能譜), 是一種使用電子譜儀測量X-射線光子輻照時樣品表面所發(fā)射出的光電子和俄歇電子能量分布的方法。XPS可用于定性分析以及半定量分析, 一般從XPS圖譜的峰位和峰形獲得樣品表面元素成分、化學(xué)態(tài)和分子結(jié)構(gòu)等信息,從峰強可獲得樣品表面元素含量或濃度。
一般有以下幾個方面的應(yīng)用:
1、元素組成分析
對于未知樣品,首先進(jìn)行全譜掃描,初步判斷樣品表面的元素組成;然后根據(jù)全譜掃描確定目標(biāo)元素的窄區(qū)掃描能量范圍,對其進(jìn)行高分辨細(xì)掃描,從而獲得其準(zhǔn)確的結(jié)合能位置。
2、化學(xué)態(tài)分析
XPS 可通過測定內(nèi)層電子的化學(xué)位移來推知原子的結(jié)合狀態(tài)和電子分布狀態(tài)等信息。
3、半定量分析
XPS 不僅可用于定性分析(元素組成及化學(xué)態(tài)分析),由于其峰強度與元素含量之間具有一定的相關(guān)性,通過測量光電子峰的強度還可以對元素進(jìn)行定量分析,目前而言只將 XPS 用于元素的半定量分析。
4、深度剖析
通過氬離子槍濺射、機械切削以及改變掠射角等方式可以實現(xiàn) XPS 的深度剖析,從而對一定深度范圍內(nèi)的薄層剖面進(jìn)行元素組成和化學(xué)態(tài)分析,可提供材料的均勻性及元素的空間分布等信息。