XPS小課堂丨XPS譜本底的來源和形狀
X射線光電子能譜儀（XPS）是利用X射線激發(fā)樣品表面元素的內層能級電子成為光電子的技術。
在XPS的分析過程中，XPS譜中我們能夠觀察到：
這些譜圖特征對于理解采集的譜圖，豐富XPS實驗信息內容非常重要，本期我們將介紹光電子譜本底（背景）的產生的來源和形狀。
光電子譜本底的來源
每次光電子發(fā)射之后，存在與光電子相關的累積本底信號，這些光電子由于固體中的非彈性碰撞而損失能量，但仍然具備足夠的能量逃逸出表面，而非彈性碰撞出來的電子就變成了連續(xù)的本底（也稱為“背景”）。
光電子在固體中的非彈性散射的能量損失是連續(xù)發(fā)生的，即光電子不一定是一次非彈性散射后就飛出了固體表面，有可能會發(fā)生多次的非彈性散射才飛出固體表面，并且每一次損失的能量也不盡相同，所以我們檢測到的經過能量損失的光電子的能量是連續(xù)的，從高結合能端一直延伸到低結合能端。通常，本底的計數首先突然增加，然后在高于光電子峰之后隨著結合能增加而緩慢下降。
光電子譜本底的形狀
下圖為典型的全譜譜圖，在全譜中我們能明顯看到本底是高結合能端高而低結合能端低的形狀。
本底源自于非彈性散射的光電子的貢獻
這是由于高動能（低結合能）的光電子的非彈性碰撞部分和高結合能（低動能）的光電子的非彈性碰撞的本底疊加起來，會導致在高結合能（低動能）端的本底要比低結合能（高動能）端的本底更高一些。
如圖中所示，O和C的1s的光電子都會產生非彈性散射的本底，但是C峰的本底會疊加到O峰的左邊（高結合能端）。
O和C的1s的光電子都會產生非彈性散射的本底，都在他們的譜峰的左邊，但是O左邊的本底是由O本身的光電子的本底和C峰的本底疊加形成的，而C的左邊的本底比較低，是由于僅有C本身的本底，沒有O的本底。
除本底之外，XPS譜峰中還有其他的伴線結構，如光電子輸送過程中因非彈性散射（損失能量）而產生的能量損失峰，俄歇電子峰等結構。如上圖中所示，C 1s峰左側畫紅圈的區(qū)域為特征的能量損失峰，是由于光電子和固體材料中的其他電子交互作用形成的等離子激元所造成的。
本期我們簡單介紹了XPS中本底的產生和形狀，后續(xù)我們也將會介紹其他的伴線結構。
本文內容非商業(yè)廣告，僅供專業(yè)人士參考。
