XPS 谱图中有哪些重要的谱线结构？具体是什么？
XPS 谱图中有哪些重要的谱线结构?具体是什么?
XPS 谱图一般包括光电子谱线,卫星峰(伴峰),俄歇电子谱线,自旋- 轨道分裂(SOS)等
1)光电子谱线:
每一种元素都有自己特征的光电子线,它是元素定性分析的主要依据。谱图中强度最大、峰宽最小、对称性最好的谱峰,称为XPS 的主谱线。
实例说明一:上图中,对于In 元素而言,In 3d 强度最大、峰宽最小,对称性最好,是In 元素的主谱线。而除了主谱线In 3d 之外,其实还有In 4d,In 3p 等其它谱线,这是因为In 元素有多种内层电子, 因而可以产生多种In XPS 信号。
2)卫星峰(伴峰):
常规X射线源(Al/Mg Kα1,2)并非是单色的,而是还存在一些能量略高的小伴线(Kα3,4,5和Kβ等),所以导致XPS 中,除Kα1,2 所激发的主谱外,还有一些小的伴峰。
实例说明二:上图为Mg 阳极X 射线激发的C1s 主峰(α1,2)及伴峰(α3,4,5和β)。从图中可以看出,主峰的强度比伴峰要强很多。
3)俄歇电子谱线:
电子电离后,芯能级出现空位,弛豫过程中若使另一电子激发成为自由电子,该电子即为俄歇电子。俄歇电子谱线总是伴随着XPS,但具有比XPS 更宽更复杂的结构,多以谱线群的方式出现。特征:其动能与入射光hν无关。
实例说明三:上图中O KLL, C KLL 即为O 和C 的俄歇电子谱线,从图中可以看到O KLL 其实有三组峰,最左边的为起始空穴的电子层,中间的是填补起始空穴的电子所属的电子层,右边的是发射俄歇电子的电子层。
4)自旋- 轨道分裂(SOS):
由于电子的轨道运动和自旋运动发生耦合后使轨道能级发生分裂。对于l>0 的内壳层来说,用内量子数j(j=|l±ms|)表示自旋轨道分裂。即若l=0 则j=1/2;若l=1 则j=1/2 或3/2。除s 亚壳层不发生分裂外,其余亚壳层都将分裂成两个峰。
实例说明四:上图所示为PbO 的XPS 谱图,图中Pb 4f 裂分成4f5/2 和4f7/2 两个峰。
重要意义:对于某一特定价态的元素而言,其p,d,f 等双峰谱线的双峰间距及峰高比一般为一定值。p 峰的强度比为1:2;d 线为2:3;f 线为3:4。对于p 峰,特别是4p 线,其强度比可能小于1:2。
双峰间距也是判断元素化学状态的一个重要指标。
5)鬼峰:
有时,由于X 射源的阳极可能不纯或被污染,则产生的X 射线不纯。因非阳极材料X 射线所激发出的光电子谱线被称为“鬼峰”。
