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X射线光电子能谱分析(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)是用X射线去辐射样品,使原子或分子的内层电子或价电子受激发射出来。被光子激发出来的电子称为光电子,可以测量光电子的能量,以光电子的动能为横坐标,相对强度(脉冲/s)为纵坐标可做出光电子能谱图,从而获得待测物组成。XPS主要应用是测定电子的结合能来实现对表面元素的定性分析,包括价态。 X射线光电子能谱因对化学分析最有用,因此被称为化学分析用电子能谱(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis, ESCA) 。1887年,Heinrich Rudolf Hertz发现了光电效应。二十年后的1907年,P.D. Innes用伦琴管、亥姆霍兹线圈、磁场半球 (电子能量分析仪)和照相平版做实验来记录宽带发射电子和速度的函数关系。
1 元素的定性分析。可以根据能谱图中出现的特征谱线的位置鉴定除H、He以外的所有元素。
2 元素的定量分析。根据能谱图光电子谱线强度(光电子峰的面积)反映原子的含量或相对浓度。
3 固体表面分析。包括表面的化学组成或元素组成,原子价态,表面能态分布,测定表面电子的电子云分布和能级结构等。
4 化合物的结构。可以对内层电子结合能的化学位移精确测量,提供化学键和电荷分布方面的信息。
5 分子生物学中的应用,e.g., 利用XPS鉴定维生素B12中的少量的Co。2100433B
X射线荧光光谱仪主要由激发、色散、探测、记录及数据处理等单元组成。激发单元的作用是产生初级X射线。它由高压发生器和X光管组成。后者功率较大,用水和油同时冷却。色散单元的作用是分出想要波长的X射线。它由...
深圳市莱威光电子有限公司注册资本1000万元,拥有生产厂房10000余平方米, 通过ISO9001:2008质量管理体系认证和ISO14001:2004环境管理体系认证。产品通过欧洲CE ...
优点:原装进口电制冷探测器,可以快速分析从11Na到92U之间的全部元素,精度高、测量时间短,它可以广泛用于有色矿山、钢铁、水泥、耐火材料、不锈钢、合金等领域特点:1. 同时分析元素周期表中由钠(Na...
镀锌三价铬钝化膜的X射线光电子能谱研究
采用中性盐雾试验比较了酸性氯化钾镀锌层经3种不同钝化剂钝化处理后所得钝化膜的耐蚀性,采用X射线光电子能谱研究了不同钝化膜的厚度及组成。结果表明,SpectraMATETM 25彩色钝化所得钝化膜的耐蚀性最好,可以经受336 h以上的中性盐雾试验,TRI-V121钝化膜的耐蚀性次之,TRI-V120钝化膜最差。TRI-V120和TRI-V121蓝白钝化所得钝化膜的主要组成为Cr2O3,厚度均为200 nm左右,但后者的Cr含量较高,因此具有较高的耐蚀性;经SpectraMATETM 25彩色钝化所得钝化膜的组成为Cr(OH)3和Cr2O3,厚度约为800 nm,膜层厚是其具有高耐蚀性的主要原因。
竹木质素的红外光谱与X射线光电子能谱分析
应用傅里叶转换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS),研究了3种提纯方法得到的竹木质素及其化学反应产物的化学结构特性.确定竹木质素C1s的电子结合能分别为283.52(C—H或C—C),284.58~285.72(C—OR或C—OH),286.10~286.44(C=O或HO—C—OR),287.65~287.72(O—C=O)eV.O1s的电子结合能分别为530.31(羟基氧原子),531.45~531.72(醛或酮的羰基氧原子),532.73~533.74(酯键或羧酸中的羰基氧原子)eV.竹木质素中的结构单元之间主要是通过醚键和碳碳单键连接,慈竹磨木木质素结构单元中醚键、碳碳单键、酯键、羰基和烯双键的比例为100∶63∶32∶40∶32(49.3∶31.0∶16.0∶19.9∶16.0).
对固体样品的元素成分进行定性、定量或半定量及价态分析。 固体样品表面的组成、化学状态分析,广泛应用于元素分析、多相研究、化合物结构鉴定、富集法微量元素分析、元素价态鉴定。此外在对氧化、腐蚀、摩擦、润滑、燃烧、粘接、催化、包覆等微观机理研究;污染化学、尘埃粒子研究等的环保测定;分子生物化学以及三维剖析如界面及过渡层的研究等方面有所应用。
XPS与某些分析方法的比较 :
方法名称 |
信息来源 |
分析方式 |
样品状态 |
样品用量(g) |
分辨率 |
灵敏度 |
真空(Pa) |
XPS |
表面<8nm |
非破坏 |
固、气、液 |
10-6~10-8 |
较低 |
10-18 |
1.33×10-4~1.33×10-9 |
吸收光谱 |
本体 |
非破坏 |
固、气、液 |
10-2~10-3 |
10-9 |
||
发射光谱 |
本体 |
破坏 |
固 |
10-12 |
|||
质谱 |
本体 |
破坏 |
固、气、液 |
10-3~10-4 |
高 |
10-13 |
1.33×10-2~1.33×10-5 |
NMR |
本体 |
非破坏 |
液(固 )(气) |
5×10-3 |
高 |
||
穆斯堡尔谱 |
表面 |
非破坏 |
固(Fe,Sn,稀土) |
10-3 |
|||
电子探针 |
表面 |
非破坏 |
固 |
10-16 |
1.33×10-1~1.33×10-3 |
||
离子探针 |
表面 |
破坏 |
固 |
10-11 |
|||
X射线荧光 |
表面 |
非破坏 |
固 |
10-17 |
1.样品表面1-12nm的元素和元素质量
2.检测存在于样品表面的杂质
3.含过量表面杂质的自由材料的实验式
4.样品中一种或多种元素的化学状态
5.一个或多个电子态的键能
6.不同材料表面12 nm范围内一层或多层的厚度
7.电子态密度测量
量化精确度:
分析时段
探测限制
分析区域限制
样品大小限制
XPS:固体样品的表面组成分析,化学状态分析,取样讯息深度为~10nm以内. 功能包括:
1. 表面定性与定量分析. 可得到小於10um 空间分辨率的X射线光电子能谱的全谱资讯。
2. 维持10um以下的空间分辨率元素成分包括化学态的深度分析(角分辨方式,,氩离子或团簇离子刻蚀方式)
3. 线扫描或面扫描以得到线或面上的元素或化学态分布。
4. 成像功能。
5. 可进行样品的原位处理 AES:1.可进行样品表面的微区选点分析(包括点分析,线分析和面分析) 2.可进行深度分析适合: 纳米薄膜材料,微电子材料,催化剂,摩擦化学,高分子材料的表面和界面研究
Ultimate energy resolution on Ag FWHM≤0.5 eV;XPS energy resolution on PET FWHM≤0.85eV。