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2024年3月19日发(作者：)

XPS的测试与数据分析总结

XPS 的样品一般是 10mm*10mm*5mm, 也可以更小些。厚度不能超过 5mm，

XPS 分析室的真空度可以达到<10-9 Pa, 因此样品要干燥，不能释放气体。XPS

的灵敏度很高，待测样品表面，绝对不能用手，手套接触，也不要清洗。

发展方向：单色化，小面积，成像XPS

一、功能与特点

（1）定性分析--根据测得的光电子动能可以确定表面存在哪些元素，

a. 能够分析出了氢，氦以外的所有元素，灵敏度约0.1at%。空间分辨率为 100um,

X-RAY 的分析深度在 1.5nm 左右。

b. 相隔较远，相互干扰较少，元素定性的相邻元素的同种能级的谱线标识性强。

c. 能够观测化学位移，化学位移同原子氧化态、原子电荷和官能团有关。化学

位移信息是利用XPS进行原子结构分析和化学键研究的基础。

（2）定量分析--根据具有某种能量的光电子的强度可知某种元素在表面的含量，

误差约20%。既可测定元素的相对浓度，又可测定相同元素的不同氧化态的相对

浓度。

（3）根据某元素光电子动能的位移可了解该元素所处的化学状态，有很强的化

学状态分析功能。

（4）由于只有距离表面几个纳米范围的光电子可逸出表面，因此信息反映材料

表面几个纳米厚度层的状态。

（5）结合离子溅射可以进行深度分析。（6）对材料无破坏性。（7）由于X射

线不易聚焦, 照射面积大,不适于微区分析。（8）是一种高灵敏超微量表面分析

技术，样品分析的深度约为20Å，信号来自表面几个原子层，样品量可少至10

的-8次方g，绝对灵敏度高达10的-18次方g。

二、原理

XPS的产生

当单色的X射线照射样品,具有一定能量的入射光子同样品原子相互作用：

（1）光致电离产生光电子；（2）电子从产生之处迁移到表面；（3）电子克服

逸出功而发射。用能量分析器分析光电子的动能,得到的就是X射线光电子能谱。

本文标签： 元素表面分析光电子样品

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