测试目的及应用场景

XPS, 全称为X-ray Photoelectron Spectroscopy（X射线光电子能谱）, 是一种使用电子谱仪测量X-射线光子辐照时样品表面所发射出的光电子和俄歇电子能量分布的方法。XPS可用于定性分析以及半定量分析, 一般从XPS图谱的峰位和峰形获得样品表面元素成分、化学态和分子结构等信息，从峰强可获得样品表面元素含量或浓度。

对于未知样品，首先进行全谱扫描，初步判断样品表面的元素组成；然后根据全谱扫描确定目标元素的窄区扫描能量范围，对其进行高分辨细扫描，从而获得其准确的结合能位置。

XPS 可通过测定内层电子的化学位移来推知原子的结合状态和电子分布状态等信息。

XPS 不仅可用于定性分析（元素组成及化学态分析），由于其峰强度与元素含量之间具有一定的相关性，通过测量光电子峰的强度还可以对元素进行定量分析，目前而言只将 XPS 用于元素的半定量分析。

通过氩离子枪溅射、机械切削以及改变掠射角等方式可以实现 XPS 的深度剖析，从而对一定深度范围内的薄层剖面进行元素组成和化学态分析，可提供材料的均匀性及元素的空间分布等信息。

测试原理

根据爱因斯坦光电效应，具有一定能量的入射X 射线照射到原子内层引起了原子A的光化电离产生光电子即：

A + hν → A+ + e-

按照能量守恒原则有：

E(A) + hν = E(A+) + E(e-)

由于光电子的能量以其动能（Ek）形式表达，光电子在被仪器探测前需克服仪器功函数（Wsp）这个势垒，因此有：

EK = hν - (E(A+) - E(A))- Wsp = hν – EB- Wsp

EB= hν – Ek- Wsp EB具有指纹特性

hν：X射线能量 Wsp: 仪器功函数  EB：特定原子轨道结合能

测试步骤

对于粉末样品，一般是压片制样，对于块体或薄膜，裁剪成适当大小后，将待测样品置于样品盘上

将制备好的样品送进进样室进行抽真空，达到要求的真空度(一般在样品室的压力小于2.0×10-7mbar)，将样品送入分析室

编程、采集谱。比如扫描元素、步长、扫描次数等

注意事项

1. 样品状态：可为粉末、块状、薄膜样品

   
   

2. 粉末样品：20-30mg

   
   

3. 块状、薄膜样品：块体/薄膜样品尺寸小于5*5*3mm

注意：默认是一个样品测试一个位置，需要测试多个位置按照多个样品计费。薄膜、块体等样品，若样品表面组分不均匀，会造成测试结果的差异！

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