材料现代分析测试方法2.ppt

4．俄歇谱 常用的俄歇电子能谱有直接谱和微分谱两种。 直接谱即俄歇电子强度[密度（电子数）]N(E)对其能量E的分布[N(E)-E]。 微分谱由直接谱微分而来，是dN(E)/dE对E的分布[dN(E)/dE-E]。微分改变了谱峰的形状（直接谱上的一个峰，到微分谱上变成一个“正峰”和一个“负峰”），大大提高了信噪比，便于识谱。 用微分谱进行分析时，一般以负峰能量值作为俄歇电子能量，用以识别元素（定性分析），以峰-峰值（正负峰高度差）代表俄歇峰强度，用于定量分析。 图 银原子的俄歇谱 图 Mo（110）面的俄歇谱 原子化学环境的变化，不仅可能引起俄歇峰的位移（称化学位移），也可能引起其强度的变化，这两种变化的交叠，则将引起俄歇谱（图）形状的改变。 由于俄歇电子逸出固体表面时，有可能产生不连续的能量损失，从而造成在主峰的低能端产生伴峰的现象，这类峰与入射电子能量有关，产生机理也很复杂。如入射电子激发样品（表面）中结合较弱的价电子产生类似等离子体振荡的作用而损失能量，形成伴峰（称等离子体伴峰）。 二、 俄歇电子能谱分析 （一）俄歇电子能谱仪 俄歇电子能谱仪主要包括： 电子枪、能量分析器、二次电子探测器、样品分析室、溅射离子枪和信号处理与记录系统等。 样品和电子枪装置需置于10-7-10-9Pa的超高真空分析室中。 粉末样品的安装方法： 1）常用双面胶粘上粉末样品后，轻轻抖落多余部分。 2）样品也可以直接压在In箔上。 3）以金属栅网做骨架压片，常用的栅网以金、银或铜等材质为好。 4）直接压片。 4）断裂或刮削。有些能谱仪，带有合适的装置，能在超高真空下，对许多材料进行真空断裂或刮削，以得到新鲜的清洁表面。 5）研磨成粉末。把样品研磨成粉末，可以测得体相组分。 （二）仪器校正 仪器校正方法是用标样来校正谱仪的能量标尺，常用的标样是Au、Ag和Cu，纯度须在99.8%以上。 采用窄扫描（≤20eV）以及高分辨率（分析器的通过能量~20eV）的收谱方式。 由于Cu的三条谱线的能量位置几乎覆盖常用的能量标尺（0-1000 eV），所以Cu样品可提供较快和简单的对谱仪能量标尺的检验。 表 清洁Au、Ag和Cu各谱线的结合能（EB / eV） 895.75 1128.78 AgM4NN 932.66 932.67 Cu2p3/2 334.94 567.96 CuL3MM 368.27 368.26 Ag3d5/2 84.00 83.98 Au4f7/2 75.13 75.14 Cu3p Mg K? Al K? 标 样 国际上公认的清洁Au、Ag和Cu的谱峰位置 （三）收谱 1. 接收宽谱 扫描范围为EB = 0-1000 eV或更高，它应包括可能元素的最强峰。能量分析器的通能~100 eV，接收狭缝选最大，尽量提高灵敏度，以减少接收时间，增大检测能力。 2. 接收窄谱 用以鉴别化学态、定量分析和峰的解迭。必须使峰位和峰形都能准确测定，扫描范围?25 eV，分析器通过能量（pass energy）选用≤25 eV，并减小接收狭缝，以提高分辨率；可减小步长，增加接收时间。 （四）识别谱图 1．谱线的种类 常见的谱线有三类: 一类为技术上基本谱线（如C、O等污染线）；二类为与样品物理、化学本质有关的谱线；三类为仪器效应的结果（如X射线非单色化产生的卫星伴线等）。 （1）光电子谱线 在能谱图中最强的光电子谱线较对称也最窄。 （2）Auger线 具有较复杂样式的线组。XPS中可观察到4种主要系列:KLL、LLM、MNN和NOO。 （3）X射线的卫星伴线 若使用非单色化X射线源，还有一些光子能量较高的次要X射线分量。因此在XPS谱图中，会在主峰的低结合能侧出现伴峰。 （4）携上线（Shake-up） 在光电离过程中，若离子不处在基态，而处在激发态，则此时这部分原子发射的光电子动能将有所减小。减小量为基态与激发态间的能量差。这种效应就会使谱图上比主峰结合能高几个eV处出现伴峰。 （5）多重裂分 从轨道电离发射一个电子后，留下新的末配对电子与原子中其它末配对电子的藕合，会产生具有不同终态构型因而是不同能量的离子。这会引起一个光电子峰不对称地裂分成几个组分。 （6）能量损失线