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1、h = EB+ EK即光子的能量转化为电子的动能EK并克服原子核对核外电子的束缚EBEB=h - EK第第12章章 X射线光电子能谱（射线光电子能谱（XPS）第三篇：成分和价键（电子）结构分析第三篇：成分和价键（电子）结构分析光电子的产生1.光电效应光与物质相互作用产生电子的现象称为光电效应。电离过程可表示为：M+hv=M*+e-2. 电子结合能：在固体样品中是指把电子从所在能级移到费米能级所需能量EB=hv-Ek-sp光电发射定律对气态原子或分子EBv = h EKv对固体样品必须考虑晶体势场和表面势场对光电子的束缚作用以及样品导电特性所引起的附加项。 EBF = h EKF S电子结合能E
2、B可定义为把电子从所在能级移到费米（Fermi）能级所需的能量逸出功（功函数） S固体样品中电子由费米能级跃迁到自由电子能级做需的能量为逸出功。 自由电子动能Ek。弛豫效应弛豫效应原子电离后除某一轨道的电子被激发外，其余轨道电子的运动状态不发生变化而处于一种“冻结状态”。但实际体系中这种状态是不存在的。其余轨道电子结构将做出重新调整，原子轨道半径会发生1%-10%的变化。这种电子结构的重新调整叫电子弛豫。弛豫的结果使离子回到基态，同时释放出弛豫能。由于在时间上弛豫过程大体与光电发射同时进行，所以弛豫加速了光电子的发射，提高了光电子的动能。结果使光电子谱线向低结合能一侧移动。弛豫过程可分为弛豫过
3、程可分为原子内项原子内项和和原子外项原子外项。所谓原子内项是指所谓原子内项是指单独原子内部的重新调整所产生的单独原子内部的重新调整所产生的影响影响，对于自由原子只存在这一项。，对于自由原子只存在这一项。所谓原子外项是指所谓原子外项是指与被电离原子相关的其它原子电子与被电离原子相关的其它原子电子结构的重新调整所产生的影响结构的重新调整所产生的影响。对于分子和固体，这。对于分子和固体，这一项占有相当的比例。一项占有相当的比例。在在XPS谱分析中，弛豫是一个普遍现象。例如，自由原谱分析中，弛豫是一个普遍现象。例如，自由原子和由它所组成的纯元素固体相比，结合能要高出子和由它所组成的纯元素固体相比，结合
4、能要高出5-15eV；当惰性气体注入贵金属晶格后其结合能比自由；当惰性气体注入贵金属晶格后其结合能比自由原子低原子低2-4eV，当气体分子吸附到固体表面后，结合能，当气体分子吸附到固体表面后，结合能较自由分子时低较自由分子时低1-3eV。化学位移化学位移定义：定义：同种原子处于不同化学环境而引起的电子结合能的变化，同种原子处于不同化学环境而引起的电子结合能的变化，在谱线上造成的位移称为化学位移。在谱线上造成的位移称为化学位移。所谓某原子所处的化学环境不同大体上有两方面含义：所谓某原子所处的化学环境不同大体上有两方面含义：一是指一是指与它结合的元素的种类和数量不同与它结合的元素的种类和数量不同；
5、二；二是指原子具有不同的价是指原子具有不同的价态。态。Na2S2O3中两个中两个S原子价态不相同（原子价态不相同（+6价，价，-2价）价），与它们，与它们结合的元素的种类和数量也不同。这造成了它们的结合的元素的种类和数量也不同。这造成了它们的2P电子结合电子结合能不同而产生了化学位移。能不同而产生了化学位移。再比如纯金属铝原子在化学上为再比如纯金属铝原子在化学上为零价零价（Al0），其），其2p轨道电子结轨道电子结合能为合能为75.3eV；当它与氧化合成；当它与氧化合成Al2O3后，其后，其2p轨道电子结合能轨道电子结合能为为78eV，增加了，增加了2.7eV。除少数元素（如。除少数元素（如C
6、u，Ag）内层电子结）内层电子结合能较小在谱图上不太明显外，一般元素的化学位移在合能较小在谱图上不太明显外，一般元素的化学位移在XPS谱图谱图上均有可分辨的谱峰。正因为上均有可分辨的谱峰。正因为XPS能测出内层电子结合能位移，能测出内层电子结合能位移，所以它在化学分析中获得了广泛应用。所以它在化学分析中获得了广泛应用。化学位移与元素电负性化学位移与元素电负性的关系的关系:化学位移的原因有原子价态的变化，原子与不同电负性化学位移的原因有原子价态的变化，原子与不同电负性元素结合等，且其中结合原子的电负性对化学位移影响元素结合等，且其中结合原子的电负性对化学位移影响最大。最大。例如用卤素元素例如用卤
7、素元素X取代取代CH4中的中的H，电负性，电负性XH，造成，造成C原子周围负电荷密度较未取代前有所降低，这时原子周围负电荷密度较未取代前有所降低，这时C1s电电子同原子核结合更紧，因此子同原子核结合更紧，因此C1s的结合能会提高，可以的结合能会提高，可以推测，推测，C1s的结合能必然随的结合能必然随X取代数目的增加而增大，同取代数目的增加而增大，同时它还与电负性差时它还与电负性差(Xi-XH)成正比，这里成正比，这里Xi是取代卤素是取代卤素原子的电负性，原子的电负性，XH是氢原子的电负性。因此取代基的是氢原子的电负性。因此取代基的电负性越大，电负性越大，取代数越多取代数越多，它吸引电子后，使，
8、它吸引电子后，使C原子变原子变得更正，得更正，内层内层C1s电子的结合能越大电子的结合能越大。三氟醋酸乙酯中三氟醋酸乙酯中C1s电子结合能电子结合能该分子中四个该分子中四个C原子处于四种不同的化学环境中，即原子处于四种不同的化学环境中，即F3-C-，-C-O，O-CH2-，-CH3。元素的电负性大小次。元素的电负性大小次序为序为FOCH，所以，所以F3-C-中的中的C1s结合能变化最大，结合能变化最大，由原来的由原来的284.0eV正位移到正位移到292.2eV；-CH3中的中的C1s结合结合能变化最小。另外两种情况的能变化最小。另外两种情况的C1s电子结合能介于二者电子结合能介于二者之间。之
9、间。O=化学位移与原子氧化态关系化学位移与原子氧化态关系:当某元素的原子处于不同的氧化态时，它们的结合当某元素的原子处于不同的氧化态时，它们的结合能也将发生变化。从一个原子中移去一个原子所需能也将发生变化。从一个原子中移去一个原子所需要的能量将随着原子中正电荷的增加，或负电荷的要的能量将随着原子中正电荷的增加，或负电荷的减少而增加。减少而增加。理论上，理论上，同一元素随氧化态的增高，内层电子的结同一元素随氧化态的增高，内层电子的结合能增加，化学位移增加合能增加，化学位移增加。从原子中移去一个电子。从原子中移去一个电子所需的能量将随原子中正电荷的增加或负电荷的减所需的能量将随原子中正电荷的增加或
10、负电荷的减少而增加。但通过表明也有特例，如少而增加。但通过表明也有特例，如Co2+的电子结的电子结合能位移大于合能位移大于Co3+。X射线光电子能谱实验技术射线光电子能谱实验技术:实验过程：实验过程：将制备好的样品引入样品室时，用一将制备好的样品引入样品室时，用一束单色的束单色的X射线激发射线激发。只要。只要光子的能量大于光子的能量大于原子、原子、分子或固体中某原子轨道分子或固体中某原子轨道电子的结合能电子的结合能EB，便能，便能将电子激发而离开，得到具有一定动能的光电子。将电子激发而离开，得到具有一定动能的光电子。光电子进入能量分析器，利用分析器的色散作用，光电子进入能量分析器，利用分析器的
11、色散作用，可测得其按能量高低的数量分布。由分析器出来可测得其按能量高低的数量分布。由分析器出来的光电子经倍增器进行信号的放大，再显示、记的光电子经倍增器进行信号的放大，再显示、记录，得到录，得到XPS谱图。谱图。主要讨论主要讨论X射线源、能量分析器、电子探测器。射线源、能量分析器、电子探测器。XPS仪器仪器X射线光电子能谱实验技术射线光电子能谱实验技术:实验过程：实验过程：a 将将制制备备好好的的样样品品引引入入样样品品室室时时，用用一一束束单单色色的的X射射线线激激发发。只只要要光光子子的的能能量量大大于于原原子子、分分子子或或固固体体中中某某原原子子轨轨道道电电子子的的结结合合能能EB，便
12、便能能将将电电子子激激发而离开，得到具有一定动能的光电子。发而离开，得到具有一定动能的光电子。b 光光电电子子进进入入能能量量分分析析器器，利利用用分分析析器器的的色色散散作作用，可测得其按能量高低的数量分布。用，可测得其按能量高低的数量分布。c 由由分分析析器器出出来来的的光光电电子子经经倍倍增增器器进进行行信信号号的的放放大，再以适当的方式显示、记录，得到大，再以适当的方式显示、记录，得到XPS谱图。谱图。主要讨论主要讨论X射线源、能量分析器、电子探测器射线源、能量分析器、电子探测器。1. X射线源射线源XPS谱仪中谱仪中X射线源的工作原理：射线源的工作原理：由灯丝所发出的由灯丝所发出的热
13、电子被加速到一定的能量去轰击阳极靶材，引起热电子被加速到一定的能量去轰击阳极靶材，引起其原子内壳层电离；当较外层电子以跃迁方式填充其原子内壳层电离；当较外层电子以跃迁方式填充内壳层空位时，释放出具有特征能量的内壳层空位时，释放出具有特征能量的X射线。射线。用于电子能谱的用于电子能谱的X射线源，一般采用射线源，一般采用K射线，因为射线，因为它是它是X射线光谱中强度最大的。射线光谱中强度最大的。 K射线相应于射线相应于L能级上的一个电子跃迁到能级上的一个电子跃迁到K壳层的壳层的空穴上。空穴上。在在X射线光电子能谱中最重要的两个射线光电子能谱中最重要的两个X射线源是射线源是Mg和和Al的特征的特征K
14、射线（能量分别是射线（能量分别是1253.6 eV和和1486.6 eV）。2. 电子能量分析器电子能量分析器能量分析器是光电子能谱仪的核心部件。能量分析器是光电子能谱仪的核心部件。样品在样品在X射线激发下发射出来的电子具有不同的动能，射线激发下发射出来的电子具有不同的动能，必须把它们按必须把它们按能量大小分离能量大小分离，这个工作是由电子能量分，这个工作是由电子能量分析器完成的。可分为析器完成的。可分为半球形和筒镜型半球形和筒镜型两种。半球形分析两种。半球形分析器可以获得较高的分辨率和较高的灵敏度。器可以获得较高的分辨率和较高的灵敏度。半球形电子能量分析器由两个通信半球面构成，内外半半球形电
15、子能量分析器由两个通信半球面构成，内外半球半径分别是球半径分别是r1和和r2，两球间的平均半径为，两球间的平均半径为r；两半球间；两半球间的电位差为的电位差为V，内球接地，外球加负电压。若要能量为，内球接地，外球加负电压。若要能量为Ek的电子沿平均半径的电子沿平均半径r轨道运动，则需满足以下条件：轨道运动，则需满足以下条件：1er2r1r1r2V=-Ek改变改变V便可选择不同的便可选择不同的Ek，即在球形电容器上加，即在球形电容器上加一个扫描电压，一个扫描电压，同心球形电容器就会对不同能量同心球形电容器就会对不同能量的电子具有不同的偏转作用，从而把能量不同的的电子具有不同的偏转作用，从而把能量
16、不同的电子分离开来。电子分离开来。这样就可使能量不同的电子，在这样就可使能量不同的电子，在不同时间沿着中心轨道通过，从而得到不同时间沿着中心轨道通过，从而得到XPS谱图。谱图。能量分析器的相对分辨率能量分析器的相对分辨率：E1/2/Ek100%，表示分析器能，表示分析器能够区分两种相近电子能量的能力。它与分析器的几何形状、够区分两种相近电子能量的能力。它与分析器的几何形状、入口及出口狭缝和入口角入口及出口狭缝和入口角之间的关系为：之间的关系为：可知，在同等条件下，高动能电子进入能量分析器，将使可知，在同等条件下，高动能电子进入能量分析器，将使仪器分辨率大大降低。下表为绝对分辨率与电子动能的关仪
17、器分辨率大大降低。下表为绝对分辨率与电子动能的关系：系：对对XPS分析来说，一般要求电子动能在分析来说，一般要求电子动能在1000eV时的绝对分时的绝对分辨率在辨率在0.2eV左右，为了解决这个问题常用减速透镜使电子左右，为了解决这个问题常用减速透镜使电子在进入分析器之前先减速，以提高分辨率。在进入分析器之前先减速，以提高分辨率。3. 电子检测器电子检测器原子和分子的光电离程度都不强，在原子和分子的光电离程度都不强，在XPS分析分析中所能检测到的光电子流非常弱。要接受这样中所能检测到的光电子流非常弱。要接受这样的弱信号，一般采用脉冲计数的方法，即用电的弱信号，一般采用脉冲计数的方法，即用电子倍
18、增器来检测电子的数目。子倍增器来检测电子的数目。电子倍增器由高铅玻璃管制成，管内涂有一层具有很高次级电子发射系数物质。两端适以2500-3000V高压，当具有一定动能的光电子打到管口后，由于串级碰撞作用可得到106-108增益，这样在倍增器的末端可形成很强的脉冲信号输出。如果把多个单通道电子倍增器组合在一起，就成了多通道电子倍增器，它能够提高采集数据的效率，并大大提高仪器的灵敏度。实验方法实验方法:1 样品制备样品制备2 仪器校正仪器校正为了对样品进行准确测量，得到可靠的数据，必须对仪为了对样品进行准确测量，得到可靠的数据，必须对仪器进行校正。根据器进行校正。根据XPS谱图，确定试样表面的元素
19、组成、谱图，确定试样表面的元素组成、化学状态及各种物理效应的能量范围和电子结构，因此化学状态及各种物理效应的能量范围和电子结构，因此谱图所给结合能是否准确、具有良好重复性并能和其他谱图所给结合能是否准确、具有良好重复性并能和其他结果相比较，是获得上述信息的基础。结果相比较，是获得上述信息的基础。实验中最好的方法是用标样校正谱仪的能量标尺，常实验中最好的方法是用标样校正谱仪的能量标尺，常用的标样是用的标样是Au，Ag，Cu，纯度在，纯度在99.8%以上。目前国以上。目前国际上公认的清洁际上公认的清洁Au、Ag、Cu的谱峰位置如表。由于的谱峰位置如表。由于Cu2p3/2，CuL3MM，Cu3p三条
20、谱线的能量位置几乎三条谱线的能量位置几乎覆盖常用的能量标尺（覆盖常用的能量标尺（0-1000eV），所以），所以Cu样品可以样品可以提供较快和简单的对谱仪能量标尺的检验。提供较快和简单的对谱仪能量标尺的检验。荷电效应：当样品导电性不好时，在光电子激发下，样品表面产生正电荷聚集，即荷电。荷电会抑制样品表面光电子发射，导致光电子动能降低，使得XPS谱图上光电子结合能高移，偏离其标准峰位置，一般情况下这种偏离为3-5eV。这种现象称为荷电效应。荷电效应不易消除时，根据样品情况进行谱仪结合能基准的校正，通常采用的方法有内标法和外标法。X射线光电子谱仪谱图分析射线光电子谱仪谱图分析1.1.谱图的一般特点
21、谱图的一般特点A 图的图的横坐标是光量子动能或轨道电子结合能横坐标是光量子动能或轨道电子结合能（eV），），表明每条谱线的位置和相应元素原子内层表明每条谱线的位置和相应元素原子内层电子的结合能有一一对应的关系。电子的结合能有一一对应的关系。谱图的纵坐标表谱图的纵坐标表示单位时间内检测到的光电子数示单位时间内检测到的光电子数。B 来自样品深层的光电子，由于在逃逸的路径上有来自样品深层的光电子，由于在逃逸的路径上有能量的损失，其动能已不再具有特征性，成为能量的损失，其动能已不再具有特征性，成为谱图谱图的背底或伴峰的背底或伴峰。由于能量损失是随机的，因此背底是连续的。在高由于能量损失是随机的，因此背
22、底是连续的。在高结合能端的背底电子较多（出射电子能量低），反结合能端的背底电子较多（出射电子能量低），反映在谱图上就是映在谱图上就是随结合能提高，背底电子强度呈上随结合能提高，背底电子强度呈上升趋势升趋势。C 谱图中除谱图中除Al，O，C的光电的光电子谱峰外，还显示出子谱峰外，还显示出O的的KLL俄歇谱线，铝的价带谱和等离俄歇谱线，铝的价带谱和等离子激元等伴峰结构。子激元等伴峰结构。D 在谱图中有时会看见明显的噪音，即谱线在谱图中有时会看见明显的噪音，即谱线不是理想的平滑曲线，而是锯齿般的曲线。不是理想的平滑曲线，而是锯齿般的曲线。通过增加扫描次数、延长扫描时间和利用计通过增加扫描次数、延长扫
23、描时间和利用计算机多次累加信号可以提高信噪比，使谱线算机多次累加信号可以提高信噪比，使谱线平滑。平滑。2 光电子线及伴峰光电子线及伴峰（1）光电子线）光电子线谱图中强度大、峰宽小、对称性好的谱峰一般为光电谱图中强度大、峰宽小、对称性好的谱峰一般为光电子线。每种元素都有自己最具表征作用的光电子线。子线。每种元素都有自己最具表征作用的光电子线。一般来说，同一壳层的光电子，总轨道角量子数一般来说，同一壳层的光电子，总轨道角量子数（j）越大，谱线的强度越强。常见的强光电子线有）越大，谱线的强度越强。常见的强光电子线有1s，2p3/2，3d5/2，4f7/2等。等。除了主光电子线外，还有其它壳层的光电子
24、线，如除了主光电子线外，还有其它壳层的光电子线，如O2s，Al2s，Si2s等。这些光电子线与主光电子线相比，等。这些光电子线与主光电子线相比，有的稍弱，有的很弱，有的极弱，在元素定性分析中有的稍弱，有的很弱，有的极弱，在元素定性分析中它们起着辅助作用。它们起着辅助作用。（2）X射线卫星峰射线卫星峰如果用来照射的如果用来照射的X射线未经单色化处理，则在常规射线未经单色化处理，则在常规使用的使用的AlK1,2和和MgK1,2射线里可能混杂有射线里可能混杂有K3,4,5,6和和K射线，这些射线统称为射线，这些射线统称为K1,2 射线的卫星线。射线的卫星线。样品原子受到样品原子受到X射线照射时，其卫
25、星线也同时激发射线照射时，其卫星线也同时激发光电子，由这些光电子形成的光电子峰称为光电子，由这些光电子形成的光电子峰称为X射线射线卫星峰。卫星峰。由于这些卫星峰的能量较高，它们激发的光电子具由于这些卫星峰的能量较高，它们激发的光电子具有较高的动能，表现在谱图上就是在主光电子线低有较高的动能，表现在谱图上就是在主光电子线低结合能端或高动能端产生强度较小的卫星峰。阳极结合能端或高动能端产生强度较小的卫星峰。阳极材料不同，卫星峰与主峰之间的距离不同，强度亦材料不同，卫星峰与主峰之间的距离不同，强度亦不同。不同。（3）多重分裂）多重分裂多重分裂含义：当原子或自由离子的价层拥有未成对的多重分裂含义：当原
26、子或自由离子的价层拥有未成对的自旋电子时，光致电离所形成的内壳层空位便与价轨道自旋电子时，光致电离所形成的内壳层空位便与价轨道未成对自旋电子发生耦合，使体系出现不只一个终态。未成对自旋电子发生耦合，使体系出现不只一个终态。相应于每一个终态，在相应于每一个终态，在XPS谱上将会有一条谱线。谱上将会有一条谱线。以以Mn2+的离子的的离子的3S轨道电离为例说明轨道电离为例说明XPS谱图中的多重谱图中的多重分裂现象。基态分裂现象。基态Mn2+电子组态为电子组态为3s23p63d5，Mn2+离子离子3S轨道受激后，形成两种终态。两者的不同在于轨道受激后，形成两种终态。两者的不同在于a态中电态中电离后剩下
27、的一个离后剩下的一个3s电子与电子与5个个3d电子是自旋平行的，而在电子是自旋平行的，而在b态中电离后剩下的一个态中电离后剩下的一个3s电子与电子与5个个3d电子是自旋反平电子是自旋反平行的。行的。在在XPS谱上，通常能够明显出现的是自旋谱上，通常能够明显出现的是自旋-轨道耦合能轨道耦合能级分裂谱线，如级分裂谱线，如p3/2,p1/2,d3/2,d5/2,f5/2f7/2等，但不是所有等，但不是所有的分裂都能被观察到。的分裂都能被观察到。在终态在终态b中，光电离后产生的未成对电子与价轨道上的中，光电离后产生的未成对电子与价轨道上的未成对电子偶合，使其能量降低，即未成对电子偶合，使其能量降低，即
28、b的的3s电子与原子核电子与原子核结合牢固，结合能高；在终态结合牢固，结合能高；在终态a中，没有偶合作用，所中，没有偶合作用，所以能量较高，即以能量较高，即a的的3s电子与原子核结合较弱，结合能低。电子与原子核结合较弱，结合能低。（4）电子的震激与震离）电子的震激与震离样品受样品受X射线辐射时，存在射线辐射时，存在多电子激发过程。多电子激发过程。光电发射过程中，可能引起光电发射过程中，可能引起价壳层电子跃迁，导致两种价壳层电子跃迁，导致两种可能结果：可能结果：(1)震激过程，价震激过程，价壳层电子跃迁到更高能级束壳层电子跃迁到更高能级束缚态；外层电子的跃迁导致缚态；外层电子的跃迁导致用于正常发
29、射光电子的射线用于正常发射光电子的射线能量减少，结果在谱图主光能量减少，结果在谱图主光电子峰的低动能端出现分立电子峰的低动能端出现分立（不连续）的伴峰。（不连续）的伴峰。(2)震离过程，价壳层电子跃震离过程，价壳层电子跃迁到非束缚态，成为自由电迁到非束缚态，成为自由电子。同样在低动能端出现谱子。同样在低动能端出现谱线。线。注意：震激峰是分立峰，震离过注意：震激峰是分立峰，震离过程对应连续谱线。震激峰动能大程对应连续谱线。震激峰动能大于震离谱线能量。于震离谱线能量。（5）能量损失谱）能量损失谱（6）俄歇谱线）俄歇谱线 俄歇电子的动能与激发源能量大小无关俄歇电子的动能与激发源能量大小无关光子作用下
30、：光子作用下：K层电离；层电离；L层补充跃迁；能量使另一层层补充跃迁；能量使另一层L电子激发电子激发成成AuE。即双级电离过程：即双级电离过程：A*+=A2+ + e-（7） 价电子线和谱带价电子线和谱带入射入射X射线射线光电子光电子跃迁补偿跃迁补偿俄歇电子俄歇电子俄歇电子产生示意图俄歇电子产生示意图3. 谱线识别谱线识别（1）首先识别于存在任一谱图中的）首先识别于存在任一谱图中的C1s（287eV）、）、O1s（531eV）、）、C（KLL）（）（993 for MgK, 1226 for AlK）、）、O（KLL）（）（ 743 for MgK, 976 for AlK ）、）、O2s。（
31、2） 利用结合能数值表识别谱图中存在其他较强的谱线，并找出与此相匹配利用结合能数值表识别谱图中存在其他较强的谱线，并找出与此相匹配的其他弱光电子线和俄歇线群。的其他弱光电子线和俄歇线群。（3） 识别其他和未知元素有关的最强，但在样品中又较弱的谱线，它们可能识别其他和未知元素有关的最强，但在样品中又较弱的谱线，它们可能来自于微量元素或杂质元素信号。来自于微量元素或杂质元素信号。（4）对于反复核实都没有归属的谱线，应想到它们可能是鬼线。）对于反复核实都没有归属的谱线，应想到它们可能是鬼线。（5）当发现一个元素的强光电子线被另一元素的俄歇线干扰时，应采用换靶）当发现一个元素的强光电子线被另一元素的俄
32、歇线干扰时，应采用换靶的方法，在以结合能为横坐标的的方法，在以结合能为横坐标的XPS谱图里，把产生干扰的俄歇线移开，消除谱图里，把产生干扰的俄歇线移开，消除干扰。干扰。XPS应用实例：应用实例：用溶胶用溶胶-凝胶法在玻璃表面制备凝胶法在玻璃表面制备TiO2涂层，然后经过热处理。涂层，然后经过热处理。 结果表明：用溶胶凝结果表明：用溶胶凝胶法可以在玻璃表面胶法可以在玻璃表面制备二氧化钛图层；制备二氧化钛图层；经过一定热处理，普经过一定热处理，普通玻璃中的通玻璃中的钠离子钠离子向向玻璃表面扩散；玻璃表面扩散；C1s相对强度较低，可相对强度较低，可能是试样的热处理保能是试样的热处理保温时间较长，溶胶
33、中温时间较长，溶胶中的碳完全燃尽谱图中的碳完全燃尽谱图中显示出的少量碳是显示出的少量碳是XPS仪器扩散泵的油仪器扩散泵的油污染所致。污染所致。除了除了钛、氧钛、氧以外还以外还含有含有硅、碳硅、碳元素。元素。硅存在可能有两方硅存在可能有两方面原因：一是涂层面原因：一是涂层太薄小于太薄小于10nm10nm；二；二是在一定热处理条是在一定热处理条件下涂层向玻璃基件下涂层向玻璃基体扩散使涂层变薄；体扩散使涂层变薄；谱图上谱图上C1sC1s的来源的来源有两条途径，一是有两条途径，一是来自溶胶，二是谱来自溶胶，二是谱仪中的油污染碳。仪中的油污染碳。半导体方面的研究半导体方面的研究电导型气敏材料：电导型气敏
34、材料：SnO2薄膜薄膜Sn3d5/2的的XPS谱谱室室温温自自然然干干燥燥的的薄薄膜膜中中，Sn元元素素有有两两种种化化学学状状态态，结结 合合 能能 为为 489.80 eV和和487.75 eV，分分别别标标志志为为P1和和P2两两个个特特征征峰峰，对对应应的的聚聚合合物物状状态态为为-(Sn-O)n-和和Sn的的氧氧化化物物状状态态。随随着着处处理理温温度度的的提提高高，P1峰峰逐逐渐渐减减弱弱，P2峰峰不不断断增增强强，当当处处理理温温度度高高于于250度度时时，只只有有P2峰峰，表表明明薄薄膜膜形形成成稳定的稳定的SnO2结构。结构。Pd3d5/2轨道的结合能轨道的结合能338.50 eV PdCl42- 337.25 eV 120度热处理后分解为度热处理后分解为 PdCl2336.00 eV PdO338.00 eV PdO2
