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1、电子能谱及其应用ElectronSpectroscopyandApplications麻茂生参考文献1.JohnF.Watts&JohnWolstenholme,“AnintroductiontosurfaceanalysisbyXPSandAES”,JohnWiley&Sons,20032.DavidBriggsandJohnT.Grant,“SurfaceAnalysisbyAugerandX-RayPhotoelectronSpectroscopy”,IMPublications,20073.D.Bri
2、ggs&M.P.Seah,“PracticalSurfaceAnalysis(SecondEdition),Volume1:AugerandX-rayPhotoelectronSpectroscopy”,JohnWiley&Sons,19964.GrahamC.Smith,“SurfaceAnalysisbyElectronSpectroscopy:Measurement&Interpretation”,PlenumPress,NewYork,19945.吴正龙译《表面分析(XPS和AES)引论》华东理工大学
3、出版社，20086.黄惠忠等编《表面化学分析》华东理工大学出版社，20077.王建祺等编《电子能谱学(XPS/XAES/UPS)引论》国防工业出版社，19928.刘世宏等编,《X射线光电子能谱分析》，科学出版社，1988课件下载：http://staff.ustc.edu.cn/~mams/escalab.html课程目的电子能谱学的基本物理原理？电子能谱能解决什么问题？电子能谱图怎样识别和分析？电子能谱实验要注意那些问题？主要内容(Outline)1.电子能谱学引论2.电子能谱基本原理3.结合能与
4、化学位移4.电子能谱仪构成5.谱图的一般特征6.定性分析方法7.定量分析方法8.深度剖析方法9.数据处理方法10.在材料科学中的应用第1章电子能谱学引论1.电子能谱学及其特性2.电子能谱的表面灵敏性3.表面科学与表面分析技术1.1、电子能谱学及其特性电子能谱学(ElectronSpectroscopy)是最近四十年来发展起来的一门综合性学科。现代电子能谱学已经发展为一门独立的，完整的学科。它与多种学科相互交叉，融合了物理学，化学，材料学，真空电子学，以及计算机技术等多学科领域。应用最广泛的表面化学分析技
5、术，可给出材料表面的元素组成及其空间分布、元素化学态和化学环境、原子和电子态、表面结构等的定性和定量信息。是研究原子，分子和固体材料的有力工具。电子能谱学当用一定能量的微观粒子（光子，电子，离子等）作为探针作用于试样物质,入射粒子与物质中的原子发生相互作用，经历各种能量转递的物理效应后，所释放出的电子具有原子的特征信息，亦即具有特征能量。通过对这些特征信息的解析，可以获得样品中原子的各种信息,如元素种类和含量，化学环境，化学价态等。收集、检测和记录和分析这些特征信号电子的能量分布和空间分布的方法技术,就
6、是电子能谱学。电子能谱学的内容非常广泛，凡是涉及到利用电子能量进行分析的这类分析技术，均可归属为电子能谱学的范畴。1.1.1、电子能谱的分类根据激发源的不同，常用电子能谱又分为:X射线光电子能谱(XPS、ESCA)(X-RayPhotoelectronSpectroscopy)俄歇电子能谱(AES)(AugerElectronSpectroscopy)紫外光电子能谱(UPS)(UltravioletPhotoelectronSpectroscopy)（1）X射线光电子能谱(XPS)所用激发源(探针)
7、是单色X射线，探测从表面出射的光电子的能量分布。由于X射线的能量较高，所以得到的主要是原子内壳层轨道上电离出来的电子。XPS的物理基础：光电效应。瑞典Uppsala大学物理研究所KaiSiegbahn教授及其小组在二十世纪五十和六十年代对XPS的实验设备进行了几项重要的改进并逐步发展完善了这种实验技术，首先发现内壳层电子结合能位移现象，并将它成功应用于化学问题的研究中。X射线光电子能谱不仅能测定表面的元素组成，而且还能给出各元素的化学状态和电子态信息。KaiSiegbahn由于其在高分辨光电子能谱开发和应
8、用方面的开创性工作和杰出贡献荣获了1981年的诺贝尔物理奖。（2）俄歇电子能谱(AES)1923年法国科学家PierreAuger发现并给出了正确的解释：当X射线或者高能电子打到物质上以后，能以一种特殊的物理过程(俄歇过程)释放出二次电子——俄歇电子，其能量只决定于原子中的相关电子能级，而与激发源无关，因而它具有“指纹”特征，可用来鉴定元素种类。六十年代末L.A.Harris采用微分法和锁相放大
