Transcript 然后除以灵敏度因子。

浅谈XPS的测试与数据分析
张亚平
简介
XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy)， 能够分析出
了氢，氦以外的所有元素。测定精确到 0.1at%, 空
间分辨率为 100um, X-RAY 的分析深度在 1.5nm 左
右。
XPS 的样品一般是 10mm*10mm*5mm, 也可以更小些。
厚度不能超过 5mm. XPS 分析室的真空度可以达到
<10-9 Pa, 因此样品要干燥，不能释放气体。XPS的
灵敏度很高，待测样品表面，绝对不能用手，手套
接触，也不要清洗。
原理
这方面很多书上都介绍了，归根结底就是一个公式：
E(b)= hv-E(k)-W
E(b): 结合能（binding energy）
hv: 光子能量 （photo energy）
E(k): 电子的动能 （kinetic energy of the
electron）
W: 仪器的功函数（spectrometer work function）
通过测量接收到的电子动能，就可以计算出元素的
结合能。
铝靶：hv=1486.6 eV
镁靶：hv=1253.6 eV
应用
由于元素的结合能是唯一标识的，因而我们可以用
xps 作：
（1）组成样品的元素的标定
（2）各元素含量的计算
（3）元素的侧向分布
（4）化学态标定
（5）测量超薄（小于 5 纳米）样品的厚度
XPS 实验结果如何分析
• XPSpeak 软件,或者 origin
• XPS 手册 C. D. Wagner, W. M. Riggs, L. E. Davis, et al., Handbook of
X-ray photoelectron spectroscopy [M], (G. E. Muilenberg, editor) Perkin
Elmer Corporation (Physical Electronics), 1979
• 网络数据库
http://www.lasurface.com/database/elementxps.php
• XPS分峰
• 计算表面元素含量
用所有分峰面积加和做总面积，除以灵敏度因子，
如一个元素如 Si 2p 有两个峰，把每一个人的峰
面积相加，然后除以灵敏度因子。
• 计算元素相对含量
XPS 与 EDX 在分析表面元素方面有什么区别
• XPS 不光可以分析出何种元素，什么含量，还可
以知道该元素是何种价态，比如金属表面，可以
知道它是否被氧化，生成物是什么；而 EDX 只能
知道何种元素，各元素含量。
• XPS 一般采样深度为几个纳米，如果用角分辨
XPS 可以到十几个纳米，用深度剖析可以达到几
百个纳米；一般 EDX 打入的深度只有零点几到几
个微米。
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