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x射線光電子能譜儀(XPS)是以X射線作為激發(fā)光源，照射所要分析的材料，通過測量材料表面以下1納米到10納米范圍內(nèi)逸出電子的動(dòng)能和數(shù)量分析樣品信息的分析儀器。x射線光電子能譜儀的重要應(yīng)用領(lǐng)域是材料研究的表面分析，不僅可以分析樣品的元素組成等材料表面元素化學(xué)信息，還可以獲得深度分布、微小區(qū)域等信息。
1.元素組成及化學(xué)狀態(tài)分析
x射線光電子能譜儀根據(jù)樣品在X射線照射下逸出電子的動(dòng)能和數(shù)量可以得到XPS圖譜。原子內(nèi)層結(jié)構(gòu)不同，XPS圖譜的特征峰也不同，并且化學(xué)元素周圍的物理化學(xué)環(huán)境以及原子化學(xué)狀態(tài)也會影響特征峰的峰位。所以根據(jù)譜峰的位置和形狀，就可以推斷樣品的元素組成及化學(xué)狀態(tài)。
2.深度剖析
x射線光電子能譜分析技術(shù)可以應(yīng)用于樣品的深度剖析，使用Ar+刻蝕，然后利用原子濃度和刻蝕時(shí)間進(jìn)行作圖進(jìn)行分析。
3.XPS成像及微區(qū)分析
利用特征波長的x射線掃描樣品可以得到XPS元素表面光柵掃描成像，從而分析樣品中的元素分布情況。
4.測量超薄膜樣品
x射線光電子能譜儀在薄層分析中也有廣泛應(yīng)用，但是這種分析方法存在較多不足，例如有分析誤差等。
x射線光電子能譜儀對樣品的破壞性小、獲取的信息多、適應(yīng)性良好，而且靈敏度高，可以進(jìn)行定量和定性分析、微區(qū)分析、元素組成與分布分析等，在材料學(xué)研究中有著廣泛的應(yīng)用以及巨大的開發(fā)潛力。
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