XPS数据处理方法实战篇

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标定用C峰的结合能为284.6eV

实验测量得到的XPS原始数据，由于软件限制的原因，将其转换成Excel文档，Excel文档中，每一个sheet保存一个元素数据，将这些数据再拷贝到Origin中做图。

由于数据处理花费时间较多，占用了大量的仪器测试时间，致使待测样品积压。数据由我们处理，由于对用户的要求理解不透，越俎代庖，往往不得要领。为了提高设备利用率，更好地发挥用户对自己的问题有更全面的了解的优势，因此建议用户自己处理数据，特别是学生，好处多多。掌握了数据处理的全过程，有利于分析解释实验结果；用户对自己的样品状态有深入的了解，数据处理时目的明确，得到的结果更符合要求。解谱也是数据处理的重要方法之一，用在许多领域，是科研工作者应该掌握的知识。

除纯元素外，合金或化合物的谱线，是元素不同化学状态的彼此接近的谱线互相重叠在一起的合成谱线。为了认定存在元素的化学状态和所对应的含量，必须把这些重叠在一起的谱线分开，即分峰处理或解谱。目前主要有两种方法—退卷积和曲线拟合，前者理论上更严格，但涉及到传输函数、仪器加宽等，很难实际操作。后者用得较多，因为曲线拟合，数学上讲解可以有无穷多个，不能给出唯一的解，但有意义的解应该是唯一的，只有用户自己了解样品中元素可能存在的化学状态，能唯一确定哪些解是合理的。

这类处理软件现在已有许多，新型的仪器都带有这类处理软件，在网上也很容易查到，免费的比较方便并使用较多的有Origin和XPS数据处理软件XPSPEAK4.1，后者可对数据进行扣除背底、分峰拟合处理、峰值标定、计算积分面积等。该软件可到下列网址下载，并附有使用说明：

http://www.phy.cuhk.edu.hk/%7Esurface/XPSPEAK/

ESCALAB250测量数据输出为Excel表格，如下图为一组XPS数据， A列为结合能，C列为对应的强度计数。

如果需要用XPSPEAK软件对数据进行拟合分峰处理，把结合能与测量数据同时拷贝出另存为文本文件，如下图。

运行XPSPEAK，Import（ASCII），引入上面的数据，得到下图。

对于不对称的峰，用Shirley背景或Tougaard背景扣除，前者也可以加入部分直线，根据谱线形状和样品中可能存在几种价态，进行分峰（Add Peak）处理，加峰时所有的Fix选项都不要选，在Options中选择用Gaussian-Lorentzian和函数（Sum）或积函数（Product）来拟合，Peak Type项可根据谱线类型选择（实际上好象影响不大），详见该软件的XPSPEAK user guide。上面的谱图拟合分峰处理后结果如下图，用Export（Spectrum）和Export（Peak Parameters）保存处理结果。

若要想把谱图处理得更漂亮一些，在Excel里把XPSPEAK输出的*.dat文件打开，在文本向导里，把空格√选中，点击下一步，完成，即可复制数据粘贴到Origin，绘图进一步处理。

上面的谱图在Origin中处理后如下图。

根据峰面积可以计算相对含量（原子%），查阅NIST数据库，由结合能即可得知该元素的化学状态有关信息。NIST数据库网址：http://srdata.nist.gov/xps/ElmSpectralSrch.aspx?selEnergy=PE，也可查阅http://www.lasurface.com/accueil/index.php 。

我们也刚刚摸索使用XPSPEAK4.1，尚无经验，大家在处理数据过程中会找到更好的方法，希望推广交流。另外，要注意保存原始数据。

本文素材整理自网络，测试谷编辑晓风编辑整理。

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