X射线光电子能谱/电子光谱化学分析仪(XPS/ESCA)

X射线光电子能谱/电子光谱化学分析仪(XPS/ESCA)

X射线光电子能谱(XPS),也称为电子光谱化学分析仪(ESCA) ，是一种无损的表面分析技术。其原理是用X射线辐射样品，使样品表面原子或分子的内层电子（或价电子）被激发出来成为光电子。检测光电子动能，然后以光电子的动能为横坐标，相对强度为纵坐标做出光电子能谱图。从而获得试样原子组成和化学键合信息。 XPS的测试深度约 50-70?，检测限约为0.01%。此外，XPS可用于材料的深度分析。

XPS的主要应用

识别污点或变色

清洁度的表征

分析粉末和碎片的组成份

识别和量化表面变化前后聚合物的功能参数

测量硬盘上的润滑剂厚度

深度分析

测量样品的氧化层厚度

XPS技术性能

信号检测

光电子

元素检测

Li-U及其化合价信息

检测限

0.01 – 1% （原子百分比）

深度分辨率

20 - 200 ?（深度分析模式）

10 - 100 ? (表面分析）

成像/绘图

是

横向分辨率

10 μm

 XPS分析的理想用途

有机材料、无机材料、污点、残留物的表面分析

测量表面成分及化学状态信息

薄膜成份的深度剖析

硅氧氮化物厚度及成分分析

薄膜氧化物厚度测量（SiO2, Al2O3 等）

XPS分析的相关领域

航空航天

汽车

生物医学

半导体

数据存储

国防

显示器

电子

工业产品

照明

制药

光电子

聚合物

半导体

太阳能光伏发电

电信

XPS分析的优势

表面元素的化学状态识别

除H和He外，可检测其他所有元素

定量分析

适用于多种材料，包括绝缘样品（纸，塑料、玻璃等）

可用于深度分析

氧化物厚度测量

XPS分析的局限性

检测限通常在~ 0.01 %

束斑较大，约为~10 μm

有限的具体有机物信息

需要超高真空（UHV）环境