第四章-光电子能谱介绍.ppt

* 假设：氧化层的信号（SiO2中的Si2P信号）强度为IF，基体的信号（Si3N4中的Si2P信号）强度为IS。则IF随氧化层的厚度h呈指数规律增加，而IS则呈指数规律降低，两者的信号总强度为1（归一化，即Si的总含量不变），即IF + IS = 1 按?对出射强度影响关系可得： ?=90o时， ?90o时， d=3? Si3N4 SiO2 e- ?=90o d=3?sin? 3? ?90o e- SiO2 Si3N4 * 因此，Si3N4基体层Si2P信号强度IS随氧化膜厚度h增加而呈指数规律减小，即： I0为基体（Si3N4）中发射的Si2P谱线强度（即基体发射的Si2P谱线在射入氧化膜时刻的强度） 因为IF + IS = 1，则有： 由以上两式可以得到： K=I0 / I0’，可以查得K=1.16 * 依据上式以 ? 作图，得到直线，求得其斜率，即可求得氧化膜厚度 依此，可以在给定温度（ToC）下，使试样在空气（或一定氧分压气氛）中暴露不同时间t1、t2、t3、……，分别求出氧化膜厚度h1、h2、h3、……，即可得到氧化反应动力学关系 * 若在某一温度下，在空气中暴露一定时间后测得的XPS图谱及相关数据，直线的斜率h/?=0.29。已知，Si2P光电子的平均自由程?=31?（用Mg K?作X-ray源），因此可以求得SiO2氧化膜的厚度为h=0.29?31=8.99 ?，即求得了在该温度和暴露时间下，Si3N4基体表面SiO2氧化膜的厚度为9 ? ?=90o ?=60o ?=45o ?=20o ?=5o Si3N4中 的Si2P SiO2中 的Si2P 106 104 102 100 98 96 Si的2P电子Eb(eV) ? 5o 20o 45o 60o 90o Si3N4 中Si2P 28 49 64 70 76 SiO2 中Si2P 72 51 36 30 24 0 1 2 3 4 5 1/sin? ln(l+KIF / IS) h/?=0.29 * 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * * 可见，通过调制-VP，即求得射入分析器间隙平均半径处的光电子动能（E0）。因此，半球分析器与筒镜分析器的工作原理是相似的 半球能量分析器具有以下优点： 具有双聚焦作用，因此聚焦性能好 光电子通过率高 仪器分辨率高，?E谱仪=E0W/2r ? 0.26eV， 其中W为能量分析器的狭缝宽度 * 四、检测器 检测器通常为单通道电子倍增管和多通道倍增管 光电子或俄歇电子流10-13~10-9A 倍增管 通道电子倍增管是一种采用连续倍增电极表面（管状通道内壁涂一层高阻抗材料的薄膜）静电器件。内壁具有二次发射性能。电子进入器件后在通道内连续倍增，增益可达109 多通道检测器是由多个微型单通道电子倍增管组合在一起而制成的一种大面积检测器，也称位敏检测器（PSD）或多阵列检测器。 * 五、真空系统 电子能谱仪的真空系统应达到清洁无油、抽速大且能抽除所有气体、真空度高(优于10-7Pa)、无振动和无磁场等 电子能谱仪的真空系统有两个基本功能 使样品室和分析器保持一定的真空度，以便使样品发射出来的电子的平均自由程相对于谱仪的内部尺寸足够大，减少电子在运动过程中同残留气体分子发生碰撞而损失信号强度 降低活性残余气体的分压。因在记录谱图所必需的时间内，残留气体会吸附到样品表面上，甚至有可能和样品发生化学反应，从而影响电子从样品表面上发射并产生外来干扰谱线 298K吸附一层气体分子所需时间 10-4Pa时为1秒；10-7Pa时为1000秒 * 六、样品处理 气化 冷冻 气体 液体 固体 采用差分抽气的方法把气体引进样品室直接进行测定 块状：直接夹在或粘在样品托上 粉末：可以粘在双面胶上或压入铟箔（或金属网）内，也可以压成片再固定在样品托上 （1）真空加热 （2）氩离子刻蚀 电子能谱仪原则上可以分析固体、气体和液体样品 表面预处理 * 第三节　应用示例 是宽能量范围扫描的全谱 低结合能端的放大谱 O 和 C 两条谱线的存在， 表明金属铝的表面已被部 分氧化并受有机物的污染 O的KLL俄歇谱线 表面被氧化且被碳污