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xps测试常见问题及解答(一)

发表时间:2021-04-14 11:53作者:宜沃检测

在做X 射线光电子能谱(XPS)测试时,发现还有一些同学仅仅是对XPS有一个简单的了解,但是对于其原理等还有很多地方不是很明白,宜沃检测小编辑进行整理了XPS测试相关问题解答汇总,希望对同学们有帮助!



1、XPS为什么不能检测H和He?


①H和He的只有价电子,没有内层电子,内层电子有原子特征 ,H和He只有分子特征,没有原子特征,XPS没法判别。

②H和He的光电离截面小,信号弱



2、磁性材料为什么不能做xps?


磁性样品自身的磁场会干扰光电子的运动轨迹。如果具有磁性的话,会影响测试的结果!要先做消磁处理。消磁后会用特殊模式测试,相对普通测试信号会弱一点



3、XPS谱图中有哪些重要的谱线结构?


XPS谱图一般包括光电子谱线、卫星峰(伴峰)、俄歇电子谱线、自旋-轨道

分裂(SOS)等。



4、处理样品是需要砂纸打磨表面至纳米层,后续进行不同深度的离子刻蚀,请问老师砂纸会污染样品表面吗?


答:砂纸打磨样品会有部分污染物进入样品表面的现象,所以测试的时候可以用离子刻蚀稍微清洁下,大部分的样品可以直接测试。



5、块体金属在制样时怎么操作才能保证表面清洁且没有影响?


答:块体金属样测试老师收到后如果尺寸合适是可以直接测试的,同学需要注意包装邮寄的时候不要污染样品表面。



6、铝基底上镀了3层薄膜,总厚度200nm,最外层是40nm。XPS测试,测得是最外表层的成分。eds测试,会测到所有层和基底的元素成分。Xrd也是测到所有层和基底的元素成分?


答:XPS测试,测得是最外表层的成分1-10nm


eds测试,会测到所有层和基底的元素成分,um


Xrd也是测到所有层和基底的元素成分um


7、xps可以定量测定元素不同价态含量吗?

可以,但是定量是半定量。XPS只能对表面上元素价态分析,及其表面的含量。价态及其元素所处环境都会对其结合能有影响。



8、粉末矿物样品,表面吸附的某种元素较少,数据出来散点图不集中,矿物里面含量较多,这个是否可以通过深度剖析来改善?


答:如果是想表达样品元素在表面的分别含量少,体相多的话,想让测试的数据含量增加,数据图谱质量更好的话,可以借助深度剖析来改善。



9、纳米颗粒粉末催化剂,做离子溅射测试内部成分信息,能保证每一个纳米颗粒的深度是方向和深度是一致的?


答:这个针对XPS设备目前的技术是做不到的。



10、做块体合金材料的表面和内部的元素测定时用XPS和XRD哪个更好?XPS最深可以测试金属从上往下多深的高度范围的样品?


答:块体合金材料的表面用XPS和内部的元素测定用XRD,XPS最深可以测试金属从上往下多深的高度范围的样品,一般是纳米到微亚米级。


11、xps每种元素的分峰面积有什么物理意义?

Xps的表面积只代表表面的元素相对含量,用来定量意义不是很大,主要是分析元素价态.



12、判断震级峰和能量损失峰都是通过数据库对比来判断是吗?


答:可以的。


13、xps测试为什么会有碳污染 ?

XPS是用碳定位的,每个xps图中专门加进去碳,以碳峰的位置来定位,以便衡量其它金属的价态。


14、怎么区分震级峰和能量损失峰?


答:在光电发射中,由于内壳层形成空位,原子中心电位发生突然变化将引起价带层电子的跃迁。


震激:价带电子向未占有电子轨道跃迁(也就是向导带跃迁)


震离:价带电子向真空能级跃迁,变成自由电子,造成的能量消耗和损失(对应的光电子能量下降,结合能在高位),但震离不明显(需要损失更高能量才能发生);


通常过渡金属氧化物、稀土元素都有比较特征的震激谱峰,对研究分子结构有价值。


能量损失峰:对于某些材料,光电子在离开样品表面的过程中,可能与表面的其它电子相互作用而损失一定的能量, 而在XPS低动能侧出现一些伴峰,即能量损失峰


任何具有足够能量的电子通过固体时,可以引起固体导带中自由电子的集体振荡。因材料的不同,这种集体振荡的特征频率也不同,故而所需要的激发能亦因之而异。体相 等离子体激元震荡基频为wb,其能量损失是量子化的(ħwb)。如受到 多次损失,在谱图上将呈现一系列等间距的峰,强度逐渐减弱。



15、请问如果要确定材料中锰的价态,是不是测3s更好?


答:建议测试3s和2p辅助判断化学态。


16、不同样品同一个元素的xps峰的位置有可能有差异吗?


根据氧化态的不同会有差异




17、xps怎么算元素比例?


光谱谱峰强度与该能级上的电子数目成正比,与该能级电子的光电离界面成正比(有表格可查),与样品中该类原子的浓度成正比。我们是拟合后用拟合的谱峰面积来处理的。




18、样品中没有碳,xps测试能测出碳含量吗?


XPS测试每个样品中都会有碳。




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