X射线光电子能谱技术及其应用

X射线光电子能谱法(XPS)是最重要且使用最广泛的表面分析技术。较为全面地介绍了X射线能谱法,内容涵盖原理、分析方法、应用及技术进展。原理介绍基于理工科大学本科层级的知识,阐述了XPS的科学原理以及仪器原理;分析方法部分概述了分析的关键步骤及要点;应用部分以热门研究的材料类型分类(催化剂、生物材料、碳材料、高分子材料等)进行介绍,介绍的同时兼顾介绍了X射线光电子能谱法的一些常用技术以及在各种材料中的应用特点。本文旨在帮助该领域的初学者,包括尚未完全熟悉该技术的研究人员、研究生和X射线光电子能谱从业人员,使他们能够全面了解X射线光电子能谱技术。

X射线光电子能谱法测定染料结构的探讨

应用Ｘ射线光电子能谱法测定酸性耐雕棕ＢＮ的结构，探索简化，加快染料结构剖析或分析的新方法。

X射线光电子能谱法分析爆炸残留物

提出了用X射线光电子能谱法(XPS)对某爆炸案件的爆炸残留物进行定性、定量分析,同时以X射线荧光光谱仪(XRF)、扫描电镜能谱仪(SEM/EDX)为辅助测试手段,判断为氯酸盐类炸药,所用炸药为烟火剂。结果表明:XPS可以无损、快速地检测出无机爆炸残留物的元素成分及含量,并确定主要爆炸成分的化学式,进而确定罪犯所用炸药的种类,为侦破案件提供线索。

X射线光电子能谱法和深度剖析法检测CdS薄膜的成分

用X射线光电子能谱法(XPS)对化学水浴沉积法制得的硫化镉薄膜的成分进行表征和深度剖析。用能量为2×103eV的Ar+刻蚀3 800s,90层。对Cd3d、S2p和O1s的90个谱峰的高分辨图谱的分析和对谱峰的曲线拟合,得出以下结论:1除最外层和玻璃基底层以外的其他层中氧元素的质量分数都在6%左右,即CdS占94%左右;2欲获得均匀的CdS薄膜,需一次制备成型;3在形成CdS薄膜的诱发期主要是Cd2+和S2-的结合形成CdS,此时并无CdO和Cd(OH)2的形成;4由于玻璃衬底的亲水性以及氨水的分解产生的OH-形成了生成Cd(OH)2的条件,而CdO的存在主要是因为Cd(OH)2在蒸发时分解产生的;5根据半定量测定,相对于94%的CdS而言,Cd(OH)2的含量为2.7%,CdO的含量为2.2%,吸附氧的含量为1.1%。

泌尿系结石的X射线光电子能谱和X射线衍射联合分析

目的分析近年来泌尿系结石高发区广东省珠江三角洲泌尿系结石的主要化学成份,并探讨其预防方法。方法采用X射线光电子能谱XPS)和X射线衍射法XRD)对随机抽样的20个人体泌尿系统结石标本进行定性和定量分析。结果珠江三角洲泌尿系结石以结晶态物质为主,草酸钙结石占70%,尿酸结石占30%;草酸钙结石中大都含有磷酸盐,但含量通常小于10%。结论草酸钙、尿酸和磷酸盐构成了广东省珠江三角洲泌尿系结石的主要成份。结合XPS和XRD两种方法,可以较为准确地检测泌尿系结石的化学组份和物相。

竹重组材的X射线光电子能谱分析

应用X射线光电子能谱分析(XPS)的技术手段,以冷压热固化与热压法两种生产模式的竹重组材为研究对象,分析其竹材表面元素组成及相对含量的变化。试验结果表明,冷、热压法竹重组材表面的C、O及相对含量有明显差异。从C原子结合形式来看,冷压法与热压法相比,冷压法竹重组材CA(-C-C或-C-H)含量增加明显,CB(C-O或C-OH)含量减少明显,CC(C=O)含量减少,CD(O-C=O)变化不大。说明竹材纤维素、半纤维素、木素,以及抽提物含量等化学组分出现不同程度的变化,进而影响二类竹重组材产品的物理力学性能。

β-Ga_2O_3体单晶X射线光电子能谱分析

通过对导模法制备的非故意掺杂、Si掺杂β-Ga_2O_3晶体和Si掺杂后退火处理的β-Ga_2O_3晶体进行了X射线光电子能谱分析(XPS),对比分析不同样品的Ga3d、Ga2p、O1s特征峰位和峰强度变化,并结合文献报道中β-Ga_2O_3薄膜及单晶材料的报道结果,进一步确认β-Ga_2O_3体单晶特征峰峰值。同时,通过对各峰强度的变化进行对比分析,对次峰产生的原因进行推测,获得Si掺杂及退火对晶体表面及晶体内部个特征峰的变化规律。

含氟镁生物陶瓷材料涂层的X射线光电子谱分析

通过溶胶凝胶法合成了厚约2μm的含有(Mg,F)的磷酸钙基生物材料涂层.研究表明,进入涂层的Mg对烧结过程中的羟基磷灰石向磷酸三钙的转变有促进作用,而F的加入却能抑制这种转变的发生。F加入涂层对涂层的元素组成没有显著影响.Mg加入涂层会显著改变涂层的组成,在涂层中形成含有Ca2+,Mg2+,PO43-,PO33-以及CO32-的复杂结构.

Cr^4＋：Ca2GeO4激光晶体X射线光电子能谱分析

采用助溶剂法，以CaF2和CaCl2混合物为助熔剂，生长了0．5wt．％Cr^4＋：Ca2GeO4激光晶体，并进行了XRD拉曼光谱、X射线光电子能谱表征。XRD分析结果表明，获得的晶体为Ca2GeO4相，同时计算了晶格参数。拉曼光谱分析，证实了晶体中锗氧四面体的存在。

用XPS研究不同方法制备的CuZnAl一步法二甲醚合成催化剂

采用X射线光电子能谱对不同方法制备的CuZnAl二甲醚合成催化剂进行了比较研究.结果表明,传统方法制备的催化剂表面存在Cu2+,还原后以Cu+和Cu0共同构成催化反应的活性中心,而完全液相法制备的浆状催化剂表面Cu物种以Cu+形式存在,还原后其表面活性中心主要是Cu0.在液相还原过程中,完全液相法制备的催化剂表面Cu和Zn组分的分散性同时得到改善,使其在浆态床中的稳定性优于传统方法制备的催化剂.

共沉淀法合成稀土正磷酸盐(La,Gd)PO_4∶RE^(3+)(RE=Eu,Tb)及其真空紫外光谱特性

采用共沉淀法制备了稀土正磷酸盐荧光粉 ( La,Gd) PO4∶ RE3 +( RE=Eu,Tb) .红外光谱分析发现Gd PO4的红外光谱吸收峰与 La PO4一致 ,只是峰位向高波数方向移动 . ( La,Gd) PO4∶ RE3 +的真空紫外光谱特性研究表明 ,Gd3 +在能量传递过程中起中间体作用 .XPS研究揭示 ,La PO4的价带由 O2 -的 2 p能级构成 ,而 Gd PO4的价带则是由 O2 - 的 2 p能级和 Gd3 +的 4 f能级共同构成 .

氢水平衡法制备二氧化钒薄膜及XPS能谱分析

采用溶胶 -凝胶法 ,结合氢水平衡还原处理得到了二氧化钒薄膜 ,对薄膜的 XPS能谱分析及对反应体系的热力学分析表明 。

自组织InAs/GaAs量子点的X射线双晶衍射研究

用X射线双晶衍射方法测定了自组织生长的InAs GaAs量子点的摇摆曲线 ,根据Takagi Taupin方程对曲线进行了拟合。在考虑量子点层晶格失配的情况下 ,理论曲线和实验曲线符合得很好 ,从而确定了量子点垂直样品表面的失配度 ,约为 4～ 6 % ,这与宏观连续体弹性理论的预测相近。结合电镜。

光电效应演示实验方法的探讨

1 引言光电效应演示实验是普物的重要实验,但按紫外线照射锌板的方法难以成功。

应用XPS分析《生活饮用水卫生标准》中的指标微量元素——以某城市一供水点生活饮用水为例

本文首次尝试采用X射线光电子能谱仪(XPS)对《生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)》中的As、Cd、Cr、Pb、Hg、Se等6种常规毒理指标元素,Sb、Ba、Be、B、Mo、Ni、Ag、Tl等8种非常规指标元素以及Cu、F、Br进行了定性检测和赋存状况分析.研究发现:Ag、B、Ba、Be、Br、Cr、Ni、Pb等8种元素在悬浮物(SS)、总溶解固体(TDS)和水垢(Scale)中基本不存在;Tl、Cd、Se存在于SS中;As、Hg、Mo、Sb、F在SS、TDS和Scale中均存在;Cu仅存在于Scale中.在该水样中,Cd、Se和Tl可被0.2μm的滤膜全部截留;As、Hg、Mo、Sb、F可被0.2μm的滤膜截留一部分,存在于TDS中的这五种元素可富集在水垢中.研究结果表明:该方法能全面把握指标微量元素在水中的赋存情况,对水样定量分析和水质净化具有参考价值.

XPS法在交通事故微量物证鉴定中的应用

把X射线光电子能谱分析法应用到微量物证学中,对车体痕迹的同一性认定进行分析,从而为交通事故的鉴定,特别是疑难的重特大事故的鉴定提供一个新的思路和一种新的技术。

TiO_2光催化薄膜的XPS研究(英文)

利用ＴｉＯ_２溶胶通过浸涂技术在钠钙玻璃表面制备了ＴｉＯ_２光催化薄膜，根据Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）对薄膜进行了表征．结果表明，薄膜中除含有＋４价Ｔｉ的氧化物外，还有一定量的＋３和＋２价Ｔｉ的氧化物．结合有机基因燃烧的还原作用、玻璃中钠与钙离子的扩散和Ａｒ离子刻蚀，对这种现象作了讨论．Ｏ１ｓ的高分辨谱比文献报道的更复杂．元素在薄膜内层的分布更均匀，从表面到内层，Ｏ和Ｔｉ元素的含量明显增加，而 Ｃ、Ｎａ和Ｃａ元素的浓度下降．

自悬浮定向流法制备纳米Cu粉的微结构和性能表征

采用自悬浮定向流法制备纳米Cu粉;用透射电镜、X射线衍射、紫外-可见光吸收光谱、差示扫描量热-热重法和X射线光电子能谱分析对纳米Cu微晶的形貌、粒度、结构和性能进行研究。研究结果表明:在体积分数为10%He和90%Ar混合气流中和在Ar气流中制备的纳米Cu粒子形貌呈球形,平均粒度分别约为45和60 nm;在590 nm左右有1个很强的吸收峰;纳米Cu粒子表面Cu和O元素的摩尔比为94.88:5.12,有少量氧化亚铜和氧化铜的混合物存在,但在其表面未发现Ar和N。

RE-Al-Zr-C-N多元渗的XPS研究

用气相法对 45钢表面进行RE Al Zr C N多元渗。通过X射线光电子能谱 (XPS)给出了该体系中各元素的结合能位置 ,分析了它们的存在状态 ;同时用扫描电镜 能谱进行了形貌分析、元素分析等 ,证实RE ,Al ,Zr ,C ,N渗入到了金属表层。在共渗中发现微量稀土元素对铝的活化催渗作用大于其对锆的作用 。