1、电子能谱根据激发源的不同，电子能谱又分为 :X射线光电子能谱 (简称 XPS)(X-Ray Photoelectron Spectrometer)紫外光电子能谱 (简称 UPS)(Ultraviolet Photoelectron Spectrometer)俄歇电子能谱 (简称 AES)(Auger Electron Spectrometer)X射线光电子谱 (XPS)X-ray Photoelectron SpectroscopyXPS 引言 X射线光电子谱是重要的表面分析技术之一。它不仅能探测表面的化学组成，而且可以确定各元素的化学状态，因此，在化学、材料科学及表面科学中得以广泛地应用。
2、X射线光电子能谱分析是瑞典皇家学院院士， Uppsala大学物理研究所所长 K.Siegbahn教授及其同事经过近 20年的潜心研究而创立的，并于 1954年研制出世界上第一台光电子能谱仪。他们发现了 内层电子结合能的位移现象， 解决了电子能量分析等技术问题，测定了元素周期表中各元素轨道结合能，并成功地应用于许多实际的化学体系。20世纪 60年代，他们发现硫代硫酸钠 (Na2S2O3)的 XPS谱图上出现了两个完全分离的 S 2P峰，并且强度相等；而在硫酸钠的 XPS谱图中只有一个 S 2P峰。这表明，硫代硫酸钠中的两个硫原子 (+6价和 -2价 )周围的化学环境不同，从而造成二者内层电子结合
3、能的不同。因此，如果知道了同种元素 (原子 )结合能的差异，就可以知道原子的离子存在状态。K.Siegbahn给这种谱仪取名为化学分析电子能谱 (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)， 简称为 “ESCA”， 这一称谓仍在分析领域内广泛使用。随着科学技术的发展， XPS也在不断地完善。目前，已开发出的小面积 X射线光电子能谱，大大提高了 XPS的空间分辨能力。 1 电子的 结合能 Eb能量关系可表示： 原子的反冲能量忽略 (0.1eV）得电子结合能电子动能基本原理就是光电效应对固体样品，必须考虑晶体势场和表面势场对光电子的束缚作用，通常选取
4、费米 (Fermi)能级为 的参考点。0k时固体能带中充满电子的最高能级对孤立原子或分子， 就是把电子从所在轨道移到真空需的能量，是以真空能级为能量零点的。功函数为防止样品上正电荷积累，固体样品必须保持和谱仪的良好电接触，两者费米能级一致。由于仪器的费米能级比样品的低，因此，在费米能级和真空能级之间形成一电势差，对逸出的光电子产生加速，使光电子动能增加。设实际测到的电子动能为： Ek ，则：仪器功函数2 自旋轨道耦合主量子数 n ： 每个电子的能量主要取决于主量子数 n.通常以 K、 L、 M、 N、 O等表示 n=1、 2、 3、 4、 5等壳层。轨道量子数 l： 它决定电子云的几何形状，不同的 l值将原子内的电子壳层分成几个亚层，即能级。l=1、 2、 3、 (n-1) 。用 s、 p、 d、 f等来表示。自旋量子数 s: s= 总角动量量子数 j： jl-s = l+s， l-s （ L-S耦合）形成双重态： 如 n2P1/2和 n2P3/2 ，产生精细分裂。下图是 C2S、 Ti2P、 W4f和 Ag3d的 XPS谱图，由图可看出， l大于零的 Ti2P、 W4f和 Ag3d，由于存在自旋 -轨道耦合作用，在它们的 XPS谱图上出现双峰； C1s的 l=0，在谱图上只出现单峰。
