X射线光电子能谱（XPS光谱）也称为化学分析电子能谱（ESCA）。X射线光电子能谱用于确定定量原子组成和化学性质。它是一种表面分析技术，其采样体积从表面延伸到大约 50-100 Å 的深度。 XPS光谱也可用于溅射深度剖析。这对于通过将基质级元素量化为深度的函数来表征薄膜非常有用。

X射线光电子能谱XPS光谱是一种元素分析技术。这在为检测到的元素提供化学状态信息方面也是独一无二的。一个好的用途是区分硫酸盐和硫化物形式的硫。该过程通过用单色X射线照射样品来工作。这导致光电子的发射，其能量是采样体积内元素的特征。

X射线穿透几微米深的样品并迫使样品中的电子。因此，只有来自前100埃的电子才有足够的能量到达XPS探测器。'

X射线光电子能谱XPS测量暴露于单色X射线的样品发射的光电子的动能。发射电子的能量是存在元素的特征，也是元素的化学键合或氧化态的特征。原子的数量与发射电子的数量有关。X射线的穿透深度可以深达几微米，但是撞击X射线的直接电离产生的光电子只能从表面的顶部几纳米逃逸而不会损失能量。

每个元素的每个轨道能级都有一个特定的能级，因此从原子中去除电子所需的特定结合能。X射线的能量（hν），发射电子的动能（KE）和电子的结合能（BE）如下：

BE = hν-KE-φ
φ是光谱仪的工作函数

通过测量光电子的动能，元素分析成为可能。另外，由于元素的结合能根据其键合状态（及其化学环境）而略有变化，因此可以从光电子峰位置的能量偏移量（化学位移）中获得诸如元素是否作为化合物存在（以及种类）之类的信息。

首先，X射线光电子能谱XPS光谱通常从调查开始，以最高灵敏度查看全能量范围扫描。因此，我们可以识别和量化表面的元素。其次，我们通常使用高分辨率XPS分析来确定键合状态，其中我们使用更高能量分辨率的窄扫描。这可以从峰位置和峰形确定化学键合状态。最后，为了确定薄膜成分，深度剖面分析很有用，因为它着眼于原子组成。

康派斯在各种应用中使用X射线光电子能谱来帮助各行各业的客户。例如，研发、工艺开发/改进和故障分析。

智能图表

X射线光电子能谱XPS光谱仪是我们的一部分智能图表系列， X射线光电子能谱XPS光谱可以检测和量化除 H 和 He 之外的所有元素，并提供化学状态信息，使其成为一种强大的调查分析技术。

X 射线穿透样品几微米深并迫使电子离开样品。 因此，只有顶部 100 埃的电子才有足够的能量到达 XPS 探测器。

XPS光谱示例

X射线光电子能谱XPS分析的示例包括：

• 识别污渍和变色
• 表征清洁过程
• 分析粉末和碎片的成分
• 确定污染源
• 在处理之前和之后检查聚合物功能以识别和量化表面变化
• 获得基质水平成分和污染物的薄膜叠层（导电和非导电）的深度剖面（低至％％水平）
• 评估样品之间氧化物厚度的差异
• 测量硬盘上的润滑剂厚度

测量XPS分析（宽能量范围）

除了H和He之外，XPS扫描整个能量范围。

换句话说，用于识别和量化表面上存在的元素的应用程序。

高分辨率XPS分析（窄能量范围）

为了获得更详细的化学状态信息，XPS分析使用在高能量分辨率条件下扫描的窄能量范围。

应用：从详细的峰位置和峰形识别化学状态（例如，通常需要通过调查XPS分析来确认存在哪些元素。

深度剖面 XPS 分析

在此模式下，扫描窄能量范围。对于外部~10-20nm的非破坏性深度剖面，通过倾斜样品来改变采样深度来检查。对于深度达几微米的破坏性深度剖析，首先以较窄的能量范围检查样品，然后进行离子溅射以去除所需数量的材料。重复这两个步骤，直到达到XPS分析的最终所需深度。

应用：测量元素组成相对于深度。在无损深度剖析中，可以确定化学状态。在大多数破坏性深度剖析中，化学状态信息不可用，因为在溅射过程中经常发生化学变化。

不锈钢表面腐蚀（宽扫描XPS分析）

XPS理想用途

• 有机和无机材料、污渍或残留物的表面分析
• 从表面确定成分和化学状态信息
• 薄膜成分的深度剖析
• 薄膜氧化物厚度测量（SiO2，Al2O3)

XPS强项优势

• 表面化学状态识别
• 识别除 H 和 He 以外的所有元素
• 定量分析，包括样品之间的化学状态差异
• 适用于各种材料，包括绝缘样品（包括纸张、塑料、陶瓷和玻璃）
• 表面灵敏度（1-10 nm 分析深度）
• 主要元素的深度剖析（通常> 1 个原子%）
• 氧化物厚度测量

XPS缺点局限

• 检测限通常为 ~ 0.1 at%
• 最小分析面积 ~30 μm
• 特定的有机信息有限（没有长距离键合信息）
• 样品必须与特高压兼容

XPS技术规格

• 检测到的信号：来自近表面原子的光电子
• 检测元素：Li-U 化学键合信息
• 检测限：0.1–1 at% 亚单层
• 深度分辨率：20–200 Å（剖析模式）;10–100 Å（表面分析）
• 成像/映射：是
• 横向分辨率/探头尺寸：10 μm – 2 mm

最重要的是，XPS光谱学对样品化学成分的洞察使您能够更快地改进产品和工艺，从而缩短周期时间并节省资金。

此外，通过康派斯，您还可以使用最好的设施、仪器和专家进行XPS光谱分析。 我们处理来自多个行业的许多不同材料，这为我们提供了非常广泛的经验。 最后，我们的一对一服务可确保您收到所有问题的答案。

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