电子能谱分析_

　　电子能谱分析是20世纪70年代发展起来的表面分析技术，通过单色光源（X射线、紫外光）或电子束激发样品表面电子，测量其能量分布以获取材料信息。该方法包含X射线光电子能谱（XPS）、紫外光电子能谱（UPS）和俄歇电子能谱（AES）等类型，可检测除氢和氦外的所有元素，分析深度约2纳米，具有无损伤和高灵敏度特点。

　　XPS通过软X射线激发内层电子，UPS利用紫外光探测价带电子，两者均可分析表面化学组成及元素结合状态[5]。AES采用电子束激发俄歇电子，能对表面微量元素进行定性和定量分析[3]。该技术广泛应用于半导体材料、薄膜成分动态监测等表面科学研究领域，是现代材料分析的重要工具[2][5]。

　　电子能谱分析方法是20世纪70年代以来迅速发展起来的表面成分分析方法。这种方法是对用光子（电磁辐射）或粒子（电子、离子、原子等）照射或轰击材料（原子、分子或固体）产生的电子能谱进行分析的方法。其中俄歇电子能谱光电子能谱X射线光电子能谱紫外光电子能谱等对样品表面的浅层元素的组成能给出比较精确的分析，同时还能在动态的条件下测量薄膜在形成过程中的成分分布、变化。电子能谱是已经得到广泛应用的重要分析方法。

　　一切固体，无论是天然的还是人造的，都有表面或界面，它是物质存在的一种形式。它的存在破坏了物体体相的连续性，从而形成了最大的晶体“缺陷”，这种“缺陷”赋予物质表面（界面）以一种不同于体相的特殊性，对这种特殊性的研究是生产和科学技术发展的需要（如半导体材料的研究和生产）。对物质的表面化学组成及结合状态、表面吸附形态以及表面结合能的研究形成了表面科学的主要内容，而电子能谱分析正是研究和探索物质表面科学最直观和最有效的方法。

　　电子能谱分析是一种研究物质表面或界面的新型物理方法。它是多种技术集合的总称，其共同特点是：利用具有一定能量的电子束或单色光源（如x射线、紫外光等）照射样品，使样品表面的原子或分子中的电子受激发而发射出来，这些电子带有样品表面的各种信息，具有特征能量，收集和研究这些电子的能量分布，可以获得有关样品表面的各种信息，从而有利于对物质表面进行研究。电子能谱分析是研究和探索物质“表面科学”最直观和最有效的方法。

　　根据所采用的激发源的不同，电子能谱分析主要可分为以下两大类：一是光电子能谱（简称PES）；二是以电子束作激发源去照射样品，测量样品所发射出的俄歇电子能量，称为俄歇电子能谱（简称AES）。

　　以一定能量的X射线或光（如紫外光）照射固体表面时，被束缚于原子各种深度的量子化能级上的电子被激发而产生光电子发射。所发射的电子的动能随原电子所在能级的不同而异，形成所谓光电子能谱。采用光电子能谱方法可以探测物质内部的各种电子能级，获得关于电子束缚能、原子的结合状态和电荷分布等电子状态信息。光电子能谱与物质的状态、能级或能带结构以及电子来自的内层轨道或外层轨道等因素有关，因此，光电子能谱也是带有物质成分、结构等信息的特征谱。

　　[1]张贵杰，李运刚，李海英等编著．现代冶金分析测试技术．冶金工业出版社，2009.09

　　[3]姜辛，孙超，洪瑞江等著．透明导电氧化物薄膜．高等教育出版社，2008.10

　　[4]萧鹏，金钊，张昱编著．过程分析技术及仪表．机械工业出版社，2008.8