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1.簡介

X射線光電子能譜儀（X-ray photoelectron spectroscopy，簡稱XPS）是一種表面分析方法，它可以給出固體樣品表面所含的元素種類、化學(xué)組成以及有關(guān)的電子結(jié)構(gòu)重要信息,在各種固體材料的基礎(chǔ)研究和實(shí)際應(yīng)用中起著重要的作用，能研究分子結(jié)構(gòu)和原子價(jià)態(tài)及化合物的元素組成和含量、 化學(xué)狀態(tài)、分子結(jié)構(gòu)、 化學(xué)鍵方面的信息，還能給出表面、微小區(qū)域和深度分布方面的信息。另外，因?yàn)槿肷涞綐悠繁砻娴腦射線束是一種光子束，所以對樣品的破壞性非常小。

2.原理
由激發(fā)源發(fā)出的具有一定能量的X射線，電子束，紫外光，離子束或中子束作用于樣品表面時(shí)，可將樣品表面原子中不同能級的電子激發(fā)出來，產(chǎn)生光電子或俄歇電子等．這些自由電子帶有樣品表面信息，并具有特征動能．通過能量分析器收集和研究它們的能量分布，經(jīng)檢測紀(jì)錄電子信號強(qiáng)度與電子能量的關(guān)系曲線．即為光電子能譜．

(1) 根據(jù)光電子的能量，確定樣品表面存在的元素
(2) 根據(jù)光電子的數(shù)量，確定元素在表面的含量
(3) X射線束在表面掃描，可以測得元素在表面的分布
(4) 采用離子槍濺射及變角技術(shù)，可以得到元素在深度方向的分布
(5) 根據(jù)不同化學(xué)環(huán)境下光電子峰位移動、峰型、峰間距變化，獲得化學(xué)信息

3.樣品、輸出參數(shù)和應(yīng)用
樣品：
（1）無磁性；無放射性；無毒性；無揮發(fā)性物質(zhì)；干燥
（2）樣品大小可變，最大10mm×10mm×5mm
（3）粉末樣品最好壓片(直徑小于8mm)，如無法成形，粉末要研細(xì)，且不少于0.1g
（4）可分析導(dǎo)體、半導(dǎo)體及絕大部分絕緣體

輸出參數(shù)：
(1) 元素含量的面分布圖、深度分布曲線，其深度分辨率約為1-10nm，最大深度100nm
(2) 可以一次全分析除氫、氦以外的所有原子百分比（at%）大于0.1%的元素，并可以對元素相對含量進(jìn)行半定量分析
(3)元素化學(xué)價(jià)態(tài)分析

應(yīng)用：
主要用于固體材料的表面元素成份及價(jià)態(tài)的定性、半定量分析，固體表面元素組成的深度剖析及成像?？蓱?yīng)用于金屬、無機(jī)材料、催化劑、聚合物、涂層材料礦石等各種材料的研究，以及腐蝕、摩擦、潤滑、粘接、催化、包覆、氧化等過程的研究。

4.案例分析
案例背景：客戶端發(fā)現(xiàn)PCB板上金片表面被污染，對污染區(qū)域進(jìn)行分析，確定污染物類型。

測試結(jié)果譜圖：

結(jié)論：表面直接分析發(fā)現(xiàn)腐蝕性元素S，往心部濺射10nm深度后未發(fā)現(xiàn)S，說明表面污染物為含硫類物質(zhì)。

5.分析方法參考標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 19500-2004  X-射線光電子能譜分析方法通則

本文來源：http://www.mttlab.com/g/testing/175/199/index.html