XPS分峰的分析实例

1、材料X射线光电子能谱数据处理及分峰的分析实例例：将剂量为 1 107ions/cm2,能量为 45KeV 的碳离子注入单晶硅中，然后在 1100C 退火 2h 进行热处理。对单晶硅试样进行 XPS 测试，试对其中的 Cis高分辨扫瞄谱 进行解析，以确定各种可能存在的官能团。分析过程：1、在 Origin 中处理数据将实验数据用记事本打开，其中 Cis表示的是 Cs电子，299.4885 表示起始结 合能，-0.2500 表示结合能递减步长，81 表示数据个数。从 15842 开始表示是光 电子强度。从15842 以下数据选中 Copy 到 Excel 软件 B 列中，为光电子强度数 据列。同时

2、将299.4885Copy 到 Excel 软件 A 列中，并按照步长及个数生成结合 能数据，见图 2图 2将生成的数据导入 Origin 软件中，见图 3图 3此时以结合能作为横坐标，光电子强度作为纵坐标，绘出Cis谱图，检查谱图是否有尖峰，如果有，那是脉冲，应把它们去掉，方法为点Origin 软件中的Data-Move Data Points，然后按键盘上的 或 箭头去除脉冲。本例中的实验数 据没有脉冲，无需进行此项工作。将 column A 和 B 中的值复制到一空的记事本 文档中（即成两列的格式，左边为结合能，右边为峰强），并存盘，见图4。Qk*1心m aitnl-M 1*1|1|!*

3、 I l t jtilli -411I ki il. ! JiHI.2、打开 XPS Peak 引入数据：点 Data-lmport (ASCII)，引入所存数据,则出现相应的 XPS 谱图，见图 5、图 63 11 Fgirw-il 1KMIMJSJXOr siHI叭OAF勒I4B ni.4f at gr HHI CTP.IOj |Lli |h I=-w ILr1尸“.g鸣科r.r.骼科科n n略M M日H H聖丄孑/.丿hE.bhE.b m m吕3 3气*r4ri*r4ri3 3槽朋HIfMHIfMifflifflM M冲刊；：沙绅沙严掛丹幵疔珂丹科？：帀岛KN?1KN?1F g 7m k

4、 * *口尸丄4 龍丄ICT hl 1i ifui w i11 |RfRTI*X耳0日翊卩T U4T2K-1 Bf fl iH ILtfiU rLiOLiOYdUWJU YdUWJU WM31图 10Tj- LJIIIFJ观察拟合后总峰与原始峰的重合情况，如不好，可以多次点Optimise region 进行拟合最终拟合结果见图 11。l!_ e 2_ I5、拟合。选好所需拟合的峰个数及大致参数后，点心沁Wn MH I询4W14站卿|11广niMM ZM1 FMIH|11 9_d*1i辛1!191 1 1IFWTffl 1口讥npifc- &wa4rnd Hi图 116、参数查看。拟合

5、完成后，分别点另一个窗口中的Rigion Peaks 下方的 0、1、2 等可看每个峰的参数， 此时 XPS 峰中变红的为被选中的峰。 如对拟合结果不 region 满意，可改变这些峰的参数，然后再点 Optimise 。7、点击 Save XPS 存图，下回要打开时点 Open XPS 就可以打开这副图继续进行 处理。8、数据输出。点击 Data-Print with peak parameters，可打印带各峰参数的谱图，通过峰面积可计算此元素在不同峰位的化学态的含量比。点击 Data-Export to clipboard，则将图和数据都复制到了剪贴板上，打开文档(如 Word 文档)，

6、点粘贴，就把图和数据粘贴过去了。点击 Data-Export ( spectrum)，则将拟合好的数据存盘，然后在 Origin中从多列数据栏打开，则可得多列数据，并在 Origin 中作出拟合后的图。XPS能谱数据处理王 博 吕 晋 军 齐 尚 奎能谱数据转化成 ASC 码文件后可以用 EXCEL 、ORIGIN 等软件进行处理。这篇文章的 目的是向大家介绍用 ORIGIN 软件如何处理能谱数据，以及它的优势所在。 下面将分三部分介绍如何用 ORIGIN 软件处理能谱数据： 1、多元素谱图数据处理 2、剖面 分析数据处理 3、复杂谱图的解叠一、多元素谱图的处理：1、将 ASC 码文件用 NO

7、TEPAD 打开：2、复制 Y 轴数值。打开 ORIGIN，将 Y 轴数据粘贴到 B (Y):3、如图：点击工具栏 plot，选择 line*EHvXp,. pr i!a P1Ukv.J_B也hl*IfW4、出现下图：点击 B (Y),再点击Y，使 B (Y)成为 Y 轴数据。然后在“ set X values 中输入起始值和步长。5、点击 0K，得到下图:1tDOC -I *00| -12DOC -1DDO4 -DDD0 -6 DOC 工 BOO ?S52&5N 日口 IX ax is iitleITT * LB士一 *| 】| 小，o|1 .lcll U匚Ll理IUIIIMJI；吐

8、|R|I |G 3血回I园|活|昨|归1陋|型|丄|吐刽IHIHLMK G3 Or 1 C l hIFLXP1SJ Jol巳li瓷iiaiiaiiaiial声1殆1字1日1田1细刚rxi刊丄剖创色口1哩 曰画匍gii创夂 E11-* t kflhQ.电&hlv El E工IE FCtFVhAt 9.- Fid.J-B6、利用 ORIGIN 提供的工具可以方便的进行平滑、位移。A.位移：1）如图：选择 analysis translate vertical 或 horizontal 可以进行水平或垂直方向的位移。 我们以水平位移为例进行讲解。2）在图中双击峰顶，如图示（小窗口给出的是此点

9、的X，Y 值）.氐EiHj di tww僅ty h Qw. L u.九IAUI事衽uFft U l址让Mwljol站I隍ItaiMlialdl阖 口1畜辰icJlzl雀|m|巨|耳1鳧1|竝|壯|晒|4）双击红十字的位置，峰顶就会位移到此处:MB卅 rchBuaJL Ch jiBTL inmZTLLBID Ed“hl1 400G -112QQ Q是一黑二11 口口口口COCOEI口口3）然后在图中 单击其他位置找到合适的 X 值（小窗口给出的是红十字的X，Y 值）| F_i 1HlEd.ii t Vi鱼Tla i a _KnHJL TS4S3L-S7 QE-m 世irw而钏l s 1 pE 苗

10、I馬I心IMialESE詢曹应g|llsl县I1OOn1 4DQO1i 2DCOT 仃口 口UOUUBDDOI INTI I E I .K IIJ Til-r.4i ToolFgriP. Win d*w#】(*IZlI圖圖Qldllp引圖1屋1声 gg 旧旭I他創081曰1晶I乂*计昭1|陣际|11 SQDQ1 40001 200 D1口口 口口0000BUD口JUUy&N 辱UND 鼻北曰UXSKIStitle位移可以反复多次的进行，垂直方向的位移和水平方向的一样。B、平滑1）如图选择：2）出现下面的小窗口Adi tawiJ*api t Ilat a Arta.1Tb丄u J* fi

11、r ftHXpUJ阖躍|站I血I甘|哇1站I =1召喝WIT1，醫I越I磴1冃彘J_|_|到1GOOD1 4000一Il 200 0 1 ODDO8000 -BOOO -3）点击 settings 出现下面的界面（如果想用平滑后的代替原始的，选择 果想重新做图选” add to worksheet，下面的数值不用改变）replace original 如刮ILHJ, JTTL 9工 e*C*3LlITra-ftWQf1! p叫罰締1昭|4|却|的丨|罰slUwlEl旦1e*l力1曰1晶1 I1订矗总ffl S，： 1l 6OCD1 400 01 2DCI 口flOCOBODO 一4）点击 op

12、eration,选择 savizky-golay 进行平滑。得到下图:QpHF ornPoln4 RSauiirtz lev- Go lHVAver aoeaTFTKWE礼lit*IJEAOno lr*4*1”L丁 一 ?i a *M Yi心丁 *!h T*屿嘴 如片斗1孑疇二T 4鼻工 尹IZlIlaft曲1宜1站1囹1聞型1曲曰7 IE前4 N!=；|品|I Icnl1 oooo二、剖面分析数据处理:1 用写字板打开 ASC 码文件,dcjetita i Itiri2、打开 ORIGIN 软件，如图示：选择 column add new columns如果你的数据有九个cycle 那么你要

13、在下面的窗口选择&然后在 B( Y) J (Y)中依次输入不同cycle 的 Y 轴数值然后在下图中 先输入 X 轴起始值及步长，再将 Y 值输入(点击 B (Y),然后按住SHIFT 键不放，再点击最后一个 Y 值选项：如 E( Y),松开 SHIFT 键，点击 ADD 键。点击 0K 得到下图:waterfall点击图中下方工具栏的waterfallBicrocSLLC; tVoicLnicnts azidl ijcttzngsbaanE1l.T Docmcnt sMJBI 1ILCD Grahl石冈応址刖应1囲世3恤曉1剧山0|0越朋gigfeteialalgfektela童L=

14、Gref kit CAf JUT向釧酿同剧団田EE團创前后翻转工具， 用上法作图, 得到的谱图需翻转决定Y决定+t-1丁C21、砖危匾丘圃员品陆時園副別81#国曰 團”阳Aiii( (nnL.zia训处rTNI OpllCMOFFSET视角OFFSET 两条谱线间距i Le E血出 曲jr ik l*l：aJULLJ-si 3. “cIi ?grna: b nd的JjeLp0aama&皿上1-tOB131X3XSdm4D选 项X acta tELCTgr-vl加i占in应用修改工具得：（X OFFSET 设为 0, Y OFFSET 设为 100）注意谱线对应的 CYCLE 数如果想要

15、得到其中某一个cycle 的谱图，只要调出原来的worksheet （数据表），再次点击waterfall。输入 X 轴数据，然后只选一组 Y 轴数据（和多元素分析一样），就可以了。注：不同样品同种 元素比较也可以用此种方法 BicrocSLLC; tVoicLnicnts azidl ijcttzngsbanL.t !.“ HQp.占 | 工口1直1他11|511出1金1血1_4|记1疇1&1也1_汩判（3|m|晶|丨1T 理 壁|夕|團 里|氐1噩1冒I固1崔寸|ikVflLi * b biVT1I E l bw-Lbll *Y1、去本底：选择 tools baseline2、出现

16、下面的窗口，选择 baseline,将 number of points 后的参数改小一些，比如 2,点击 createbaseli ne電日Da-se linePu.X旦= |iF Re-s-uftw三、谱图解叠:和多元素分析步骤一样,再输入 Y 轴数据）-.疔PB.XI U4 V T I !_ jHjbJf.MUfl I bljiMLIir OFtol ldi |壬=d|o、诛|因|皑|曉|赭|腔|规|5|3|岭|蟻|匚|8、如图：选择 an alysisFit multi-peaks gaussia nU*I-1J _ rtr?if JlL*BI.HF9、出现下面的窗口：按需要拟合的子峰

17、个数输入10、点击 ok，得到:|忙|丄|竺血|氐|岂|応鼻|鼻|匕1|血込101窒|匕|舀|區|出|0|5|的|底|1_|OptJK iJh* loji-Liiwir LS3 lSv.iieTe Cwre futter：D屯LaJJB flrfl( (fh*IhfT |13、得到:Initial hali width estimste0.0建斤OKCancel |11、点击 OK 默认选择，根据谱图的形状 双击选择子峰位置（红十字代表峰顶）：如图12、刚才设置为两个子峰，所以双击两个位置，这时电脑自动计算出相关数据：如果想要看拟合后的曲线，需激活（调出）谱图窗口。然后，选择an alysis

18、 non liner curve fit 如图:|忙|丄|竺血|氐|岂|応鼻|鼻|匕1|血込101窒|匕|舀|區|出|0|5|的|底|1_|OptJK iJh* loji-Liiwir LS3 lSv.iieTe Cwre futter：D屯LaJJB flrfl( (fh*IhfT |13、得到:j i FI 11闵曲回昌旦迁IEL直1刮|1 y*LJ:|T| 2L1N 已匚1 t匕1囲竝1己1画0囲囱I.W呃。 -14DDC一l=Dg-1ODQO一HOOC -fiQOC -4 000 -MOW?-x sx s title4D14、上图不合理，两子峰半峰宽相差太大，需要加入新的子峰进行调整。点击下图中more按钮NonLimear Curv亡Fitting Fi ttingSef.WonLme世CurVft Fitting；fiSeChi21637391 9飞品|说.|页画-In|x|Prarriefer创韵Functioni.SelectDataset.More.Done1623 751064071点击此按钮出现此图界面更改为 2 增加一个子峰， 依次类 推15、出现下图:18、然后点击下图中done按钮，再次选择 analysis non-linear curve fit,反复