chapter8X光电子能谱.ppt

1、第八章X-射线光电子能谱,X-Ray Photoelectron Spectroscopy,表面: 物质存在的一种形态，气态，液态，固态，表面态 固体表面： 理想的-固体终端 实际的-体相性质开始变化， 520 nm数量级,一、表面分析概述,表面特点： 固体表面的物理和化学组成和原子排列常常与体相不同 由于表面向外一侧没有临近原子，表面原子有一部分化学键伸向空间(形成悬挂键) ，因此表面具有活泼的化学性质 表面原子的电子状态也和体内不同，使表面具有一些特殊的力学，光学，电磁，电子和化学性质。特别是纳米材料更为显著。 表面重要性： 当固体与任意另一相作用时，首先接触的是表面原子 表面性质不同于体

2、相性质,与表面性质有关的现象: 腐蚀、粘接、吸附、催化、浸润性、电极表面反应 表面性质的重要性表面分析的重要和必要性 表面分析技术: 根据荷能粒子与表面的相互作用，通过分析荷能粒子状态的变化、角度分布，以及从表面出来的二次粒子等，可以探测表面的成分与化合态,1. X射线光电子能谱 (XPS) 50% (X-Ray Photoelectron Spectroscopy) 2. 俄歇电子能谱 (AES) 40% (Auger Electron Spectroscopy) 3. 二次离子质谱 (SIMS) 8% Secondary ion mass spectroscopy 4. 低能离子散射能谱

3、(ISS) Low energy ion scattering spectroscopy,常见的表面分析(元素分析、化学状态,X射线光电子能谱,俄歇电子能谱,二次离子质谱,低能离子散射能谱,二. X-射线光电子谱简介,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成分，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的应用。 XPS是瑞典Uppsala大学K.Siegbahn及其同事经过近20年的潜心研究而建立的一种分析方法。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

4、体系,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。授予1981年诺贝尔物理学奖 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,主要测试设备： 美国PHi5000系列，及Qutum2000系列 英国VG公司ESCALab 2000系列 Kratos公司的XSAN800系列 日本岛津ESCA-850系列,ESCALab220I-XL型 多功能X射线光电子能谱仪除常规XPS功能外，还

5、具有离子蚀刻、XPS成象、小面积XPS和离子散射分析功能,X-射线光电子能谱仪主要由激发源、电子能量分析器、探测电子的检测器和真空系统等几个部分组成,XPS总图,进样室,样品调整台,样品室,观察显微镜,X-ray源,X-ray射线源结构图,X射线源是用于产生具有一定能量的X射线的装置，在目前的商品仪器中，一般以Al/Mg双阳极X射线源最为常见,X射线源是用于产生具有一定能量的X射线的装置，在目前的商品仪器中，一般以Al/Mg双阳极X射线源最为常见。 作为X射线光电子谱仪的激发源，希望其强度大、单色性好。 同步辐射源是十分理想的激发源，具有良好的单色性，且可提供10 eV10 keV连续可调的偏

6、振光,一般采用AlK（1486.6 ev）和MgK（1253.7 ev） （双阳极靶,电子能量分析器 其作用是探测样品发射出来的不同能量电子的相对强度。它必须在高真空条件下工作即压力要低于10-3帕，以便尽量减少电子与分析器中残余气体分子碰撞的几率,检测器 通常为单通道电子倍增器和多通道倍增器,光电子或俄歇电子流,倍增器,XPS分析方法的基础是精确测定样品中束缚电子的结合能值，以获得样品中的元素及其化学状态的信息,三. XPS分析基本原理,电子能谱的基本原理,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

7、场对光电子的束缚作用，通常选取费米(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,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,实际测到的电子动能为,仪器功函数,2.光电截面 从光电效应可知，只要入射光子的能量足够克服电子结合能，电子就可从原子的各个能级发射出来。但是，实际上物质在一定能量的光子作用下，从原子中各个能级发射出的光电子数是不同的，也就是说，原子中不同能级电子的光离子化几率不同。光离子化几率可以用光电(效应)截面来表示 定义：某能

8、级电子对入射光子有效能量转移面积,影响因素：电子所在壳层的平均半径， 入射光子的频率， 受激原子的原子序数 对不同元素，随原子序数的增大而增加 不同元素具有的最强光电截面的能级不同 同一原子中半径愈小的壳层，愈大 对同一壳层，光电截面随角量子数的增大而增大,光电截面是决定灵敏度的主要因素,AlK激发出的最强电子峰,3.光电子逸出深度 自样品表面发射出的光电子，在穿过样品时，一部分光电子会产生非弹性散射(即改变运动方向并有能量损失的碰撞)。电子能谱所研究的信息深度取决于逸出电子的非弹性散射平均自由程 电子逸出深度(平均自由程)是指电子在经受非弹性碰撞前所经历的平均距离。 随样品性质而变，在金属中

9、约为520，氧化物中约为1540，有机和高分子化合物约为40100,原子中单个电子的运动状态可以用量子数n、l、ml、ms来描述。 n为主量子数：每个电子的能量主要取决于主量子数， n值越大，电子的能量越高。n可取1，2，3，4，但不等于0。并且以K (n=1)，L (n=2)，M (n=3)，N (n=4)表示。在一个原子内，具有相同n值的电子处于相同的电子壳层,四个量子数的物理意义,l为角量子数：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 值与n有关，l=0、1、2、(n-1)。并且分别以s (l=0)，p (l=1)，d (l=2)，f (l=3) ，表

10、示。当n1时，l0；n2，则l0，1。 依此类推。在给定壳层的能级上，电子的能量随l值增加稍有增加,ml为磁量子数：它决定电子云在空间伸展的方向，给定l值，ml可取+l与-l之间的任何整数，即：ml=0、1、 、l 。 所以，若l=0、ml=0；若 l=1，ml = 1、0、-1。 ms为自旋量子数：它表示电子绕其自身轴的旋转取向，与上述三量子数没有联系。根据电子自旋的方向，它可以取1/2或1/2,4.自旋轨道分裂 原子中的电子既有轨道运动又有自旋运动。电子的轨道运动和自旋之间存在着电磁相互作用。自旋-轨道偶合的结果使其能级发生分裂。 对于l 0的内壳层来说，这种分裂可以用内量子数 j 来表征

11、，其数值为 j = l + ms= l 1/2 由上式可知，当l0时，j只有一个数值，即j=1/2；若l0, j=l1/2，有两个不同的数值。所以，s壳层不发生自旋裂分，l 0的各亚壳层将分裂成两个能级，在XPS谱图上出现双峰,原子轨道的符号表示： 原子中内层电子的运动状态可以用描述单个电子运动状态的四个量子数来表征。电子能谱实验通常是在无外磁场作用下进行的，磁量子数ml是简并的，所以在电子能谱研究中，通常用n、l、j三个量子数来表征内层电子的运动状态,单个原子能级用两个数字和一个小写字母来表示。 例如2p3/2，第一个数字代表主量子数n值，小写字母代表角量子数l值，右下角的分数代表内量子数j

12、值,j = l - 1/2 j = l +1/2,3d5/2 -M5 3d3/2 -M4 3p3/2 -M3 3p1/2 -M2 3s1/2 -M1 2p3/2 -L3 2p1/2 -L2 2s1/2 -L1 1s1/2 -K,能 量,原子能级图,为光子的频率， EB 是内层电子的结合能，其值等于把电子从所在能级转移至真空能级所需能量， KE 是被入射光子所激发出的光电子的动能. 是以真空能级算起的能谱仪的功函数。它是固定的，与样品无关,5.电子结合能,6.化学位移 由于原子所处的化学环境不同而引起的内层电子结合能的变化，在谱图上表现为谱峰的位移，这一现象称为化学位移。 化合物结构的变化和元素

13、氧化状态的变化可引起谱峰有规律的化学位移,内层电子一方面受到原子核强烈的库仑作用而具有一定的结合能，另一方面又受到外层电子的屏蔽作用。当外层电子密度减少时，屏蔽作用将减弱，内层电子的结合能增加；反之则结合能将减少。 因此当被测原子的氧化价态增加，或与电负性大的原子结合时，都导致其XPS峰将向结合能的增加方向位移,分子M中某原子A的内层电子结合能位移量同与它相结合的原子电负性之和有一定的线性关系。 化学位移的分析和测定，是XPS分析中的一项主要内容，是判定原子化合态的重要依据,S的2p峰在不同化学状态下的结合能值,四、样品的制备,X射线光电子能谱仪对待分析的样品有特殊的要求，在通常情况下只能对固

14、体样品进行分析。 由于涉及到样品在超高真空中的传递和分析，待分析的样品一般都需要经过一定的预处理。 主要包括样品的大小，粉体样品的处理, 挥发性样品的处理，表面污染样品及带有微弱磁性的样品的处理,在实验过程中样品必须通过传递杆，穿过超高真空隔离阀，送进样品分析室。因此，样品的尺寸必须符合一定的大小规范。 对于块体样品和薄膜样品，其长宽最好小于10 mm, 高度小于5 mm。 对于体积较大的样品则必须通过适当方法制备成合适大小的样品。 但在制备过程中，必须考虑到处理过程可能会对表面成分和状态的影响,1. 样品的大小,2. 粉体样品,粉体样品有两种制样方法，一种是用双面胶带直接把粉体固定在样品台上

15、，另一种是把粉体样品压成薄片，然后再固定在样品台上。 前者的优点是制样方便，样品用量少，预抽到高真空的时间较短，缺点是可能会引进胶带的成分。在普通的实验过程中，一般采用胶带法制样。 后者的优点是可在真空中对样品进行处理，如原位和反应等，其信号强度也要比胶带法高得多。缺点是样品用量太大，抽到超高真空的时间太长,3. 挥发性材料,对于含有挥发性物质的样品，在样品进入真空系统前必须清除掉挥发性物质。 一般可以通过对样品加热或用溶剂清洗等方法。 在处理样品时，应该保证样品中的成份不发生、化学变化,4. 污染样品,对于表面有油等有机物污染的样品，在进入真空系统前必须用油溶性溶剂如环己烷，丙酮等清洗掉样品

16、表面的油污。最后再用乙醇清洗掉有机溶剂， 对于无机污染物，可以采用表面打磨以及离子束溅射的方法来清洁样品。 为了保证样品表面不被氧化，一般采用自然干燥,5. 带有磁性的材料,由于光电子带有负电荷，在微弱的磁场作用下，也可以发生偏转。当样品具有磁性时，由样品表面出射的光电子就会在磁场的作用下偏离接收角，最后不能到达分析器，因此，得不到正确的XPS谱。 此外，当样品的磁性很强时，还有可能使分析器头及样品架磁化的危险，因此，绝对禁止带有磁性的样品进入分析室。 一般对于具有弱磁性的样品，可以通过退磁的方法去掉样品的微弱磁性，然后就可以象正常样品一样分析,6. 离子束溅射技术,在X射线光电子能谱分析中，

17、为了清洁被污染的固体表面，常常利用离子枪发出的离子束对样品表面进行溅射剥离，清洁表面。 离子束更重要的应用则是样品表面组分的深度分析。利用离子束可定量地剥离一定厚度的表面层，然后再用XPS分析表面成分，这样就可以获得元素成分沿深度方向的分布图，即深度剖析。 作为深度分析的离子枪，一般采用0.55 KeV的Ar离子源。扫描离子束的束斑直径一般在110 mm范围，溅射速率范围为0.1 50 nm/min,离子束溅射技术,为了提高深度分辩率，一般应采用间断溅射的方式。 为了减少离子束的坑边效应，应增加离子束的直径。 为了降低离子束的择优溅射效应及基底效应，应提高溅射速率和降低每次溅射的时间。 在XP

18、S分析中，离子束的溅射还原作用可以改变元素的存在状态，许多氧化物可以被还原成较低价态的氧化物，如Ti, Mo, Ta等。在研究溅射过的样品表面元素的化学价态时，应注意这种溅射还原效应的影响。 此外，离子束的溅射速率不仅与离子束的能量和束流密度有关，还与溅射材料的性质有关。一般的深度分析所给出的深度值均是相对与某种标准物质的相对溅射速率,7. 样品的荷电及消除,荷电的产生 对于绝缘体样品或导电性能不好的样品，经X射线辐照后，其表面会产生一定的电荷积累，主要是荷正电荷。 荷正电的主要原因是光电子出射后，在样品表面积累的正电荷不能得到电子的补充所引起的。 样品表面荷电相当于给从表面出射的自由的光电子

19、增加了一定的额外电场, 使得测得的结合能比正常的要高。 非单色X射线源的杂散X射线可以形成二次电子，构成荷电平衡，而单色X射线，荷电会很严重,荷电的消除,样品荷电问题非常复杂，一般难以用某一种方法彻底消除。 表面蒸镀导电物质如金，碳等；蒸镀厚度对结合能的测定的影响；蒸镀物质与样品的相互作用的影响； 利用低能电子中和枪，辐照大量的低能电子到样品表面，中和正电荷。如何控制电子流密度合适，不产生过中和现象,荷电的校准,在实际的XPS分析中，一般采用内标法进行校准。通常有金内标法和碳内标法； 最常用的方法是用真空系统中最常见的有机污染碳的C 1s的结合能为284.6 eV，进行校准。 也可以利用检测材

20、料中已知状态元素的结合能进行校准,用公式BE始=1486.6-KE始- 是一个常数值，即荷电位移() 5.3 eV BE=BE始-步长*(i-1) (X轴) BE=1486.6-952.6-5.3-0.05*(i-1,脉冲,Y轴,284.8, 286.2, 287.3 eV, which are corresponding to C-C, C-S, and C-O of PEDOT,XPS定性分析依据 XPS产生的光电子的结合能仅与元素种类以及所激发的原子轨道有关。特定元素的特定轨道产生的光电子能量是固定的，依据其结合能就可以标定元素；相近原子序数的元素激发出的光电子的结合能有较大的差异，因此

21、相邻元素间的干扰作用很小. 从理论上，可以分析除H，He以外的所有元素，并且是一次全分析，范围非常广,五、XPS定性分析,精确测定元素内层电子结合能是鉴定元素化学组成与化学状态的主要方法，但是在实际样品分析时，有时会遇到含量少的某种元素的主峰与含量多的另一元素的较强峰位置接近或相同，至使两峰重叠，给样品中含量较少的组分鉴定造成困难。 例如，Pt4f与Al2p，Ru3d与C1s等，这种情况下，可利用自旋-轨道双线间距和相对强度来进行元素定性,由于电子的轨道运动和自旋之间的相互作用，原子内层能级发生分裂，在光电子能谱图上记录到的p、d、f 等光电子谱线均呈双重线。其间距随原子序数的增大而增加，对于

22、同一元素，自旋-轨道偶合双重线的化学位移是非常一致的，间距变化很少超过0.2 eV. 通常情况下，自旋-轨道双重线间的相对强度比 Ir=2(l+1/2)+1 / 2(l-1/2)+1 p3/2/p1/2=2:1 d5/2/d3/2=3:2 f7/2/f5/2=4:3,Spin-orbital splitting,2p3/2-2p1/2= 5.75,2p3/2-2p1/2= 5.7,Ti及TiO2中2p3/2峰的峰位及2p1/2和2p3/2之间的距离,2p3/2,2p3/2,2p1/2,2p1/2,伴峰及其鉴别 在XPS谱图中，除了光电子谱峰(主峰)外，还有一些伴峰。 最常见的伴峰包括携上峰，X

23、射线激发俄歇峰（XAES）。这些伴峰一般不太常用，但在不少体系中可以用来鉴定化学价态，研究成键形式和电子结构，是XPS常规分析的一种重要补充,在光电离后，由于内层电子的发射引起价电子从已占有轨道向较高的未占轨道的跃迁，这个跃迁过程就被称为携上过程。在XPS主峰的高结合能端出现的能量损失峰即为携上峰。 携上峰是一种比较普遍的现象，特别是对于共轭体系会产生较多的携上峰。在有机体系中，携上峰一般由-*跃迁所产生，也即由价电子从最高占有轨道(HOMO)向最低未占轨道(LUMO)的跃迁所产生。 某些过渡金属和稀土金属，由于在3d轨道或4f轨道中有未成对电子，也常常表现出很强的携上效应,携上峰 (Shak

24、e-up,俄歇(Auger)峰 光致电离留下的激发态离子(+ )是不稳定的，在退激发过程中，外层电子由高能级填补到低能级时，所释放的能量不以光辐射的形式出现，而是用于激发原子或分子本身另一个轨道电子，并使之电离。此电子称为俄歇电子。 此过程可表示为:+ 2+-(Auger电子)，俄歇电子的动能与入射光子的能量无关，它的值由俄歇过程的初态+ 和终态2+所决定,特点: 1) 与激发源能量无关 2) 以谱线群形式出现,XPS定性分析方法 宽扫描: 最常用的分析方法，一般利用XPS谱仪的宽扫描(0-1100eV)程序, 以便鉴别样品中存在的元素。为了提高定性分析的灵敏度，一般应加大通能，提高信噪比 在

25、分析谱图时，首先必须考虑的是消除荷电位移。对于金属和半导体样品几乎不会荷电，因此不用校准。但对于绝缘样品，则必须进行校准。因为，当荷电较大时，会导致结合能位置有较大的偏移，导致错误判断。 窄扫描: 在了解样品元素组成的基础上，为了对样品中所含元素化学状态进行分析，必须进行窄扫描，以便精确测定有关谱峰的位置和形状,1. 元素分析,20%Au/ZrO2,高纯Al基片上沉积的Ti(CN)x薄膜的XPS谱图 激发源为Mg K,特殊样品的元素分析,可从B12中180个不同原子中，检测出其中的一个Co原子,2. 化学价态分析,表面元素化学价态分析是XPS的最重要的一种分析功能，也是XPS谱图解析最难，比较

26、容易发生错误的部分。 在进行元素化学价态分析前，首先必须对结合能进行正确的校准。因为结合能随化学环境的变化较小，而当荷电校准误差较大时，很容易标错元素的化学价态,化学价态分析,此外，有一些化合物的标准数据依据不同的作者和仪器状态存在很大的差异，在这种情况下这些标准数据仅能作为参考，最好是自己制备标准样，这样才能获得正确的结果。有一些化合物的元素不存在标准数据，要判断其价态，必须用自制的标样进行对比。 还有一些元素的化学位移很小，用XPS的结合能不能有效地进行化学价态分析，在这种情况下，可以从线形及伴峰结构进行分析，同样也可以获得化学价态的信息,PZT薄膜中碳的化学价态谱,在PZT薄膜表面，C

27、1s的结合能为285.0 eV和281.5eV，分别对应于有机碳和金属碳化物。 有机碳是主要成分，可能是由表面污染所产生的。随着溅射深度的增加，有机碳的信号减弱，而金属碳化物的峰增强。 这结果说明在PZT薄膜内部的碳主要以金属碳化物存在,3. 化学结构分析,依据：原子的化学环境与化学位移之间的关系； 例：化合物中有两种碳原子，两个峰；苯环上碳与羰基上的碳； 羰基碳上电子云密度小，1s电子结合能大; 峰强度比符合碳数比,XPS定量分析的基本依据是谱峰的强度与元素含量有关，光电子峰面积的大小主要取决于样品中所测元素的含量 Some XPS quantitative measurements are

28、 as accurate as 10,where: Ii intensity of photoelectron peak Ni average atomic concentration of element photoelectron cross-section inelastic mean free path of a photoelectron K all other factors related to quantitative detection of a signal,曲线拟合 在许多情况下接收到的光电子能谱是由一些峰形和强度各异的谱峰重迭而成。欲从有重迭峰的谱图中得到有用的信息，有

29、两种方法，即去卷积(deconvolution)，俗称解迭)和曲线拟合(curvefitting)。但无论哪种方法，均不能给出唯一的解。当今主要的注意力集中于曲线拟合。简单的曲线合成可以在微机系统上进行。微机系统的特点：可以应用较宽的函数范围，合成结果很快地图示并显示出合适的统计信息，及允许估算合成质量。这种曲线合成提供了一种有用的初始“猜测”，用于精确的非线性最小二乘法曲线拟合过程的函数类型常用的是高斯、洛仑兹函数或是这两种的混合函数,Adhesion Catalysis Interface formation Surface cleanliness Corrosion/oxidation

30、Thin film stoichiometry and layer thickness Analysis of discolored surfaces Surface modification,Typical applications of XPS,Ni-P合金的Ni 2p3/2 XPS谱,a. 清洁表面； b. 1bar O2、403K氧化1小时,金属态的镍Ni,较 高 氧 化 态 的 镍 Ni3,Ni-P合金的O 1s XPS谱,a 清洁表面； b 1barO2、403K氧化1小时,氧 化 镍 中 的 氧,表面污染的氧,P2O5 中 的 氧,碳纳米管的表面修饰及FTIR，Raman和XPS

31、光谱表征,分别用3 molL-1稀硝酸碳纳米管处理3、6小时,以285.1 eV为C的sp3杂化C, 从21.37增至29.42。286.4 eV对应于C原子与羟基的结合，随着处理时间增加，它从10.50降至8.25,光谱学与光谱分析, 2005, 25, 1597-1598,Stable, Superhydrophobic, and Conductive Polyaniline-Polystyrene Films for Corrosive Environments,Angle-resolved X-ray photoelectron spectroscopy (ARXPS,随着入射角度的增

32、大，也就是表面入射深度的增加,Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 568574,木材表面改性的XPS分析,MWP处理木材表面引发木材接枝甲基丙烯酸甲酯,a: 未改性处理木材样品 b: 微波等离子体处理30 S的木材样品 c: 微波等离子体处理木材表面接枝MMA的木材样品表面的XPS图谱,Optical photograph of encapsulated drug tablets,100 X 100mm,SPS Photograph Cross-section of Drug Package,1072 X 812m,Polymer Coating A,Polymer Co

33、ating B,Al foil,Adhesion layer at interface ,Multi-layered Drug Package,0,1000,Binding Energy (eV,1000,Binding Energy (eV,0,O KLL,O 1s,C 1s,Cl 2p,Si 2p,1000,0,Binding Energy (eV,O KLL,O 1s,N 1s,C 1s,Photograph of cross-section,1072 X 812m,O KLL,O 1s,C 1s,Cl 2p,Polymer coating A,Al foil,Polymer coati

34、ng B,Polymer A / Al foil Interface,10m x-ray beam 30 minutes,10m x-ray beam 30 minutes,10m x-ray beam 30 minutes,Si 2p,Si 2s,Si 2s,Al 2p,Al 2s,C 1s,CH,CNO,O=C-O,Atomic Concentration (%) Area C O N Si A 82.6 12.2 - 0.7 Interface 83.2 12.2 - 1.3 B 85.9 9.8 4.3 - A silicon (Si) rich layer is present at

35、 the interface,Photograph (1072 X 812um,Al foil,Interface,10m x-ray beam 11.7eV pass energy 30 minutes,Polyethylene,Substrate,Adhesion Layer,Base Coat,Clear Coat,Mapping Area,695 x 320m,1072 x 812mm,XPS study of paint,Paint Cross Section,C,O,695 x 320mm,Elemental ESCA Maps using C 1s, O 1s, Cl 2p, a

36、nd Si 2p signals,C 1s,695 x 320mm,C 1s Chemical State Maps,Polyethylene Substrate,Adhesion Layer,Base Coat,Clear Coat,800 x 500m,280,300,CHn,Binding Energy (eV,280,300,CHn,CHCl,280,300,CHn,CN,C-O,O-C=O,280,300,Binding Energy (eV,CHn,CN,C-O,O-C=O,Polyethylene Substrate,Adhesion Layer,Base Coat,Clear

37、Coat,Small Area SpectroscopyHigh resolution C 1s spectra from each layer,Quantitative Analysis,GaAs-AlGaAs异质结剖面的成像XPS图，其中可以分辨出的最细的线条宽度小于100 nm,采用Al K a光源得到的SiO2表面Au的Chessy样品的Au 4f峰成像XPS结果，图中Au方格的宽度为1m,Al0.98Sn0.02多晶样品中Al 2p能级的成像XPS图像。40m x 40m,XPS 图像,XPS指纹峰分析,在XPS谱中最常见的伴峰包括携上峰，X射线激发俄歇峰（XAES）以及XPS价带峰。 这些伴峰一般不太常用，但在不少体系中可以用来鉴定化学价态，研究成键形式和电子结构，是XPS常规分析的一种重要补充,XPS的携上峰： 包括了分子价键的信息，可以用来研究和鉴别碳物种的化学状态和价键结构,图: 几种碳纳米材料的C 1s峰和携