X射线光电子能谱(XPS),也称为化学分析电子能谱(ESCA),是一种表面敏感的分析技术,用于确定材料的元素组成和化学态。它基于光电效应,利用X射线照射材料,使原子内层轨道的电子被激发出来。通过测量这些光电子的动能(EK)
EB=hν-ϕ-EK
其中,hν 是入射X射线光子的能量,ϕ是能谱仪的功函数。结合能是元素及其化学环境的特征,可以用于识别材料表面的元素及其化学态。由于XPS的无损、高表面灵敏度及高元素和化学态识别特性,使XPS广泛应用于材料科学、纳米技术、腐蚀科学、生物学和医学等领域。
USM-P通过空间成像技术,获得高空间分辨(≤ 50 nm) XPS图象,对元素或化学态进行高分辨率表面面分布分析,使分析结果更直观。图1为部分氧化镓(110)晶面示例,通过Ge3d峰(图1a)作扫描得出数据。经过数据分析后,得出化学态分布图(图1b),及相关光电子能谱(图1c)。对氧化过程及分布理解更为直观。
图1:部分氧化镓(110)晶面化学态图象。a)XPS图象(结合能29.3eV);b)化学态分布图;c)各化学态光电子能谱。