X射线光电子能谱分析

1 元素的定性分析。可以根据能谱图中出现的特征谱线的位置鉴定除H、He以外的所有元素。

2 元素的定量分析。根据能谱图光电子谱线强度(光电子峰的面积)反映原子的含量或相对浓度。

3 固体表面分析。包括表面的化学组成或元素组成，原子价态，表面能态分布，测定表面电子的电子云分布和能级结构等。

4 化合物的结构。可以对内层电子结合能的化学位移精确测量，提供化学键和电荷分布方面的信息。

5 分子生物学中的应用，e.g., 利用XPS鉴定维生素B12中的少量的Co。2100433B

X射线光电子能谱分析(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)是用X射线去辐射样品，使原子或分子的内层电子或价电子受激发射出来。被光子激发出来的电子称为光电子，可以测量光电子的能量，以光电子的动能为横坐标，相对强度(脉冲/s)为纵坐标可做出光电子能谱图，从而获得待测物组成。XPS主要应用是测定电子的结合能来实现对表面元素的定性分析，包括价态。 X射线光电子能谱因对化学分析最有用，因此被称为化学分析用电子能谱(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis, ESCA) 。1887年，Heinrich Rudolf Hertz发现了光电效应。二十年后的1907年，P.D. Innes用伦琴管、亥姆霍兹线圈、磁场半球 (电子能量分析仪)和照相平版做实验来记录宽带发射电子和速度的函数关系。

x射线光电子能谱概述

对固体样品的元素成分进行定性、定量或半定量及价态分析。 固体样品表面的组成、化学状态分析，广泛应用于元素分析、多相研究、化合物结构鉴定、富集法微量元素分析、元素价态鉴定。此外在对氧化、腐蚀、摩擦、润滑、燃烧、粘接、催化、包覆等微观机理研究；污染化学、尘埃粒子研究等的环保测定；分子生物化学以及三维剖析如界面及过渡层的研究等方面有所应用。

XPS与某些分析方法的比较 ：

x射线光电子能谱常规应用

1.样品表面1-12nm的元素和元素质量

2.检测存在于样品表面的杂质

3.含过量表面杂质的自由材料的实验式

4.样品中一种或多种元素的化学状态

5.一个或多个电子态的键能

6.不同材料表面12 nm范围内一层或多层的厚度

7.电子态密度测量

x射线光电子能谱应用限制

量化精确度：

分析时段

探测限制

分析区域限制

样品大小限制

XPS：固体样品的表面组成分析，化学状态分析，取样讯息深度为～10nm以内. 功能包括:

1. 表面定性与定量分析. 可得到小於10um 空间分辨率的X射线光电子能谱的全谱资讯。

2. 维持10um以下的空间分辨率元素成分包括化学态的深度分析（角分辨方式,,氩离子或团簇离子刻蚀方式）

3. 线扫描或面扫描以得到线或面上的元素或化学态分布。

4. 成像功能。

5. 可进行样品的原位处理 AES：1.可进行样品表面的微区选点分析（包括点分析，线分析和面分析） 2.可进行深度分析适合： 纳米薄膜材料，微电子材料，催化剂，摩擦化学，高分子材料的表面和界面研究

Ultimate energy resolution on Ag FWHM≤0.5 eV；XPS energy resolution on PET FWHM≤0.85eV。