Ｘ射线光电子能谱技术及其应用
程斌 （北京化工大学材料科学与工程学院）
摘要： 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。
关键词： Ｘ射线光电子能谱法（XPS）； Ｘ射线光电子能谱仪
目录介绍
0 引言
1 Ｘ射线光电子能谱法的基本原理
1.1 光电效应
1.2 电子非弹性平均自由程与衰减常数
1.3 定量分析基础
1.4 Ｘ射线光电子能谱仪设计
2 Ｘ射线光电子能谱分析方法
2.1 样品
2.1.1 样品要求
2.1.2 试样制备及装载（固定）
2.2 谱图采集
2.2.1 条件设定
2.2.2 荷电中和
2.3 数据分析
2.3.1 荷电校准
2.3.2 取峰
2.3.3 峰拟合
2.3.4 定性分析
2.3.5 定量分析
2.4 扩展技术
2.4.1 深度分析
（1）溅射法
（2）变角法
（3）其他方法
2.4.2 线扫描与面扫描
2.4.3 成像
2.4.4 俄歇参数法
3 Ｘ射线光电子能谱技术应用
3.1 催化剂
3.2 生物材料
3.3 电池研究
3.4 碳材料
3.5 高分子材料
3.6 金属材料
4 Ｘ射线光电子能谱技术进展
4.1 近常压XPS（NAP-XPS）
4.2 硬Ｘ射线光电子能谱
4.3 Operando XPS
4.4 多技术组合
4.4.1 离子散射谱（ion scattering spectroscopy，ISS）
4.4.2 反射电子能量损失谱（reflection electron energy loss spectroscopy，REELS）
4.4.3 紫外光电子能谱（ultraviolet photoelectron spectroscopy，UPS）
4.4.4俄歇电子能谱（Augerelectron spectroscopy，AES）
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