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XPS表面分析技術(shù)及應(yīng)用

X射線光電子能譜（X-ray Photoelectron Spectroscopy，簡稱XPS）是一種用于測定材料中元素組成、化學(xué)式、元素化學(xué)態(tài)及電子態(tài)的定量能譜分析技術(shù)。其原理是，使用X射線照射樣品表面，測量從材料表面以下1-10nm范圍內(nèi)逸出的光電子的動能和數(shù)量，從而獲得該材料表面組成。其特點(diǎn)是僅分析材料表面的化學(xué)信息，具有分析區(qū)域小、分析深度淺和不破壞樣品的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于金屬、無機(jī)化合物、催化劑材料、高分子材料等各種材料的研究，以及腐蝕、催化、氧化等過程的研究。

XPS主要功能：

（1）全掃描：取全譜與標(biāo)準(zhǔn)譜線對照，找出各條譜線的歸屬。以便識別樣品中所有元素，并為窄區(qū)譜（高分辨譜）的能量設(shè)置范圍尋找依據(jù)，窄掃描可以得到譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu)。另外，定量分析最好也用窄區(qū)譜，這樣誤差更小。

（2）定性分析：實際樣品的光電子譜圖是樣品中所有元素的譜圖組合。根據(jù)全掃描所得的光電子譜圖中峰的位置和形狀，對照純元素的標(biāo)準(zhǔn)譜圖來進(jìn)行識別。一般分析過程是首先識別最強(qiáng)峰，因C, O經(jīng)常出現(xiàn)，所以通常考慮C1S和O1S的光電子譜線，然后找出被識別元素的其它次強(qiáng)線，并將識別出的譜線標(biāo)示出來，分析時最好選用與標(biāo)準(zhǔn)譜圖中相同的靶。

（3）定量分析：因光電子信號強(qiáng)度與樣品表面單位體積的原子數(shù)成正比，故通過測量光電子信號的強(qiáng)度可以確定產(chǎn)生光電子的元素在樣品表面的濃度。但是因為影響測試結(jié)果的因素較多，所以一般只能進(jìn)行半定量分析。

（4）化學(xué)態(tài)分析：化學(xué)態(tài)分析是XPS最具特色的分析技術(shù)，具體分析方式是與標(biāo)準(zhǔn)譜圖和標(biāo)樣對比。

（5）深度分析：目的是獲得深度-成分分布曲線或深度方向元素的化學(xué)態(tài)變化情況，常采用離子濺射法，在惰性氣體離子轟擊樣品表面，對樣品表面進(jìn)行逐層剝離，從而進(jìn)行分析。

XPS應(yīng)用：

1.聚合物表面污染的微區(qū)分析，從選定的區(qū)域快速收集全譜以鑒別污染物。

2.濺射深度分析

3.金屬氧化物分析

樣品信息：客戶發(fā)現(xiàn)手鐲發(fā)黑，對黑色異物進(jìn)行分析。