【仪器专栏】XPS—X射线光电子能谱分析

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      大家好，我是纽迈分析的小编之一，大家可以叫我小伟。上期给大家介绍了红外光谱这个方便快速的检测手段，这期给大家带来XPS（X射线光电子能谱分析）的介绍，希望大家喜欢。

引言

       XPS（X射线光电子能谱分析）是一种重要的检测手段，广泛应用于分析无机化合物、合金、半导体、聚合物、元素、催化剂、玻璃、陶瓷、染料、纸、墨水、木材、化妆品、牙齿、骨骼、移植物、生物材料、油脂、胶水等领域。与其他检测手段不同的是它是一种表面分析技术，更适合研究物质的表面状态。对于不同物质，表面分析深度也是不一样的，金属是0.5~3nm，无机材料是2~4nm，有机聚合物是4~10nm。

图1 X射线光电子能谱分析仪

X射线光电子能谱分析仪结构及其原理

       1.XPS测试原理： 基本原理是用单色射线照射样品，使样品中原子或分子的电子受激发射，然后测量这些电子的能量分布。通过与已知元素的原子或离子的不同壳层的电子的能量相比较，就可确定未知样品表层中原子或离子的组成和状态。

图2 XPS原理图

       2.X射线光电子能谱仪的结构  

图3 XPS结构原理图

XPS的应用

       1.表面全元素分析

图4 二氧化钛涂层玻璃（溶胶－凝胶）

       结果：

       存在Ti, O, Si, C;

       Si的来源，可能：涂层太薄（<10nm）或者热处理使基体扩散→涂层变薄；

       C的来源，可能：溶胶或者谱仪油污染碳。

       2.表面窄区谱分析  原理和全元素分析差不多，只是谱图更精细。

       3.离子价态分析

图5  铜红玻璃、化学试剂CuO和CuCl

       结果：

       铜红玻璃与CuO不相似；

       铜红玻璃与CuCl相似；

       得出铜红玻璃中Cu为＋1价。

       4.元素不同离子价态比例

图6  玻璃表面二氧化钛涂层Ti 2p

       结果：

        5.材料表面不同元素之间的定量

图7  功能陶瓷的XPS峰

        结果：

结束语

       XPS就先介绍到这里啦，我把主要应用以图表展示了，希望大家能理解进而对大家有所帮助。如果喜欢就转发一下，多多支持啦。

小编按

纽迈专注于“低场核磁共振”技术及应用推广、具备强大的研发能力、完备的生产、服务和成熟的运营管理体系。公司自主开发多款核磁共振分析仪器并已获得多项国家奖项和资质认证，产品广泛应用于农业食品、能源勘探、高分子材料、纺织工业、生命科学等行业领域，获得业界一致认可。  

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