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元素分析和xps的原理分别是什么

2020.9.17

  X射线光电子能谱技术(XPS)是电子材料与元器件显微分析中的一种先进分析技术,以X射线为激发光源的光电子能谱,简称XPS或ESCA。XPS不但为化学研究提供分子结构和原子价态方面的信息,还能为电子材料研究提供各种化合物的元素组成和含量、 化学状态、分子结构、化学键方面的信息。

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  X射线光子的能量在1000~1500 ev之间,不仅可使分子的价电子电离而且也可以把内层电子激发出来,内层电子的能级受分子环境的影响很小。同一原子的内层电子结合能在不同分子中相差很小,故它是特征的。光子入射到固体表面激发出光电子,利用能量分析器对光电子进行分析的实验技术称为光电子能谱。

  XPS的原理是用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/束缚能(binding energy,Eb=hv光能量-Ek动能-w功函数)为横坐标,相对强度(脉冲/s)为纵坐标可做出光电子能谱图。从而获得试样有关信息。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)。

  元素分析仪,是指同时或单独实现样品中几种元素的分析的仪器。

  元素分析仪工作原理是在复合催化剂的作用下,样品经高温氧化燃烧生成氮气、氮的氧化物、二氧化碳、二氧化硫和水,并在载气的推动下,进入分离检测单元。在吸附柱将非氮元素的化合物吸附保留后,氮的氧化物经还原成氮气后被检测器测定。其他元素的氧化物再经吸附-脱附柱的吸附解析作用,按照C、H、S的顺序被分离测定。样品中氟、磷酸盐或大的重金属物质的存在会对分析结果产生负效应,而强酸、碱或能引起爆炸性气体的物质禁止使用元素分析仪进行测定。由于土壤样品矿物质成分、晶型结构比较复杂,为保证测定结果的准确性和稳定性,在使用元素分析仪时样品颗粒必须充分均匀。

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