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XPS - UCSD Department of Physics

第五章电子能谱的应用 XPS的优点是其样品处理的简单性和广泛的适应性与高信息量。XPS的最大特色在于能获取丰富的化学信息，对样品表面的损伤最轻微，定量分析较好，是一种应用广泛的强力表面分析工具。 XPS可提供：  原子浓度>0.1%的所有元素（除H, He外）的鉴别；  表面元素组成的半定量测定（误差  亚单层灵敏度；探测深度1～20原子单层( 数；  优异的化学信息(化学位移和各种终态效应，以及完善的标准化合物数据库)；关于分子环境的信息（氧化态、成键状态、分子结构等）；  来自震激跃迁（p→p*）的关于芳香的或不饱和烃的结构信息；  使用价带谱的材料“指纹”和成键轨道的鉴别；  详细的电子结构和某些几何信息；  样品内的元素深度分布剖析。   UPS主要用于提供      1）清洁表面或有化学吸附物的表面的电子结构； 2）参与表面化学键的金属电子和分子轨道的组合等信息； 3）有关电子激发和电荷转移的信息; 4）用于确定材料的功函数及费米能级的位置。 AES 可分析>He元素，对样品有一定的破坏作用，但其具有表面灵敏度高，空间分辨率高、分析速度快等优点，在表面科学领域主要进行     1）表面微区组成的定性和定量； 2）表面元素的二维分布图和显微像； 3）表面元素的三维分布分析; 4）表面元素的化学环境和键合等方面的研究。一、在聚合物材料中的应用  有机化合物与聚合物主要由C、H、O、 N、S、P和其它一些金属元素组成的各种官能团构成，因此就必须能够对这些官能团进行定性和定量的分析和鉴别。 (1) C1s结合能对C元素来讲，与自身成键(C−C)或与H成键(C−H)时C1s电子的结合能约为284.6eV。(常作为结合能参考）  当用O原子来置换掉H原子后，对每一C−O键均可引起C1s 电子有约1.50.2eV的化学位移。C−O−X中X(除X=NO2 外) 的次级影响一般较小(0.4eV)；X=NO2 可产生0.9eV的附加位移。 O的次级影响（C-C-O）一般较小(～0.2eV)。  卤素元素诱导向高结合能的位移可分为初级取代效应(即直接接在C原子上)和次级取代效应(在近邻C原子上)俩部分。对每一取代这些位移约为:  Halogen Primary shift(eV) Secondary.

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