1、 由于固体表面的复杂性，对其表面结构、形态的表征受到限制。近 20年来，由于高真空技术和电子技术的快速发展，使得对表面的形貌、组织结构、表面成分等的研究取得长足的进步。本章对表面谱、表面形貌显微技术等常用的表面分析的方法作简单介绍。第 16章 现代表面分析常用技术简介1.光电子能谱（ photoelectron spectroscopy,PES)具有足够能量的光子入射到样品，经相互作用后，使样品中原子或分子中的电子克服其结合能，而产生光电子 e- ，反应表示为：S+h S+*+e-光 电 子能 谱图出射的光 电 子具有一定的 动 能，若利用 监测 器 检测 其 动 能， 经 放大器就可以 记录
2、样 品中被 击 出具有 动 能 Ek的光 电 子数n(Ek)， 这 就是 光 电 子能 谱 。以 Ek为 横坐 标 ， n(Ek)为纵 坐 标 作 图 ，就得到 光 电 子能 谱图 。若入射光的能量为 hv，原子、分子中的电子结合能为 Eb，光电子动能为 Ek，根据能量守恒原理有若入射光用紫外 线时 ，激 发 原子的外层电 子，称 为 紫外光 电 子能 谱 （ultraviolet photoelectron spectroscopy,UPS）。若用 X射 线 作 为 入射光，主要是激 发 原子的内 层电 子，称 为 X射 线 光 电 子能 谱X射 线 光 电 子能 谱X射 线 光 电 子能
3、谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)X射线光电子能谱常采用的靶主要是 铝靶和镁靶。用 15KeV的电子轰击铝靶，其产生的特征X射线的能量为 1486.6eV,线宽 0.85eV，镁靶的特征 X射线的能量是 1253.6eV，线宽 0.70eV。X射 线 光 电 子能 谱如果再使用石英晶体单色器，可将 X射线单色化，线宽降低到 0.3eV，这样可使分辨率较好。它们的能量可以击出各种元素的内层电子，所击出的光电子的能量为 102-103eV。X射 线 光 电 子能 谱元素的特征峰X射线光电子能谱中可以观察到 元素的特征峰 ，与样品的物理化学性质有关。元素的
4、特征峰反应了内层电子的性质，由于内层电子能级间隔较大，容易在 X射线光电子能谱中分辨开来，故 XPS适宜于进行元素的定性分析。X射 线 光 电 子能 谱化学位移原子所处的化学和物理环境改变，会使特征峰移动，这称为 化学位移 。一般来说，原子外层电子密度减少时（如氧化数增大或与电负性较大的原子相连），内层电子受到的有效核电荷将略微增大，结合能增大，反之，结合能减小。利用化学位移，可以分析原子的成键情况和价态的变化。X射 线 光 电 子能 谱 使用 XPS测试样品，一般是利用特征峰的峰面积，用相对灵敏度因子法进行半定量分析，一般测量误差 10%-20%，检测灵敏度为 0.1%左右。 样品用量少（约 10-8g)，不需要进行样品前处理，可以给出元素化学态信息，进而可以分析出化合物的组成。
