《电子能谱学 XPS/XAES/UPS 引论》求取 ⇩

第一章引论1

1.1 电子能谱学的概貌与表面科学和表面分析技术1

1.1.1 电子能谱学的范畴1

1.1.2 表面科学的本质及表面分析技术的发展5

1.2 电离与激发14

1.2.1 电离过程14

1.2.2 激发过程19

1.3 表面灵敏度：电子的非弹性散射平均自由程(λ)19

1.4.1 概况26

1.4 离子溅射过程26

1.4.2 溅射过程与溅射产额27

1.4.3 深度分辨率及其影响因素32

第二章光电子能谱(XPS/UPS)基础38

2.1 光电子能谱主峰的结合能38

2.1.1 气体分子电离能与弛豫过程38

2.1.2 固体物质的结合能42

2.2 化学位移及其计算模型49

2.2.1 引言49

2.2.2 化学位移的计算模型52

2.2.3 净电荷的计算56

2.3 表面化学位移(SCS)58

2.4 金属原子簇的结合能60

2.4.1 原子簇芯层位移(CCS)61

2.4.2 原子簇的UPS研究66

2.4.3 CCS与分散度D69

2.5 光电离过程的终态效应与XPS中的伴峰69

2.5.1 Koopmans定理与“突然”近似69

2.5.2 光电子能谱(XPS)中的伴峰(终态效应)73

2.6.1 光发射过程80

2.6 价带结构80

2.6.2 终态的有效性84

2.6.3 半导体结的能带结构85

2.7 聚合物的价带结构87

2.7.1 价带结构的XPS研究88

2.7.2 价带结构的UPS研究98

第三章仪器装置概况及其进展111

3.1 仪器装置111

3.1.1 引言111

3.1.2 超高真空系统(UHV)112

3.1.3 差动抽气120

3.1.4 光源125

3.1.5 能量分析器及检测器133

3.2 XPS谱仪的新进展142

3.2.1 小面积XPS谱仪142

3.2.2 成像XPS145

3.3 谱仪的能标校正150

3.3.1 光电子能谱仪结合能读数离散性的评估——Youden图法150

3.3.2 费密参考零点的标定153

3.3.3 谱仪非线性校正153

4.1.1 引言159

4.1 俄歇(Auger)电子的产生及其特征159

第四章X射线引发俄歇能增(XAES)基础159

4.1.2 芯层能级离子的产生162

4.1.3 俄歇谱的一般特征及其分析173

4.2 俄歇谱的化学位移及俄歇参数(AP)180

4.2.1 化学位移分析186

4.2.2 俄歇参数α、α?及化学状态图190

4.2.3 ⊿Rea的测定及俄歇参数β、ξ、ξ＇195

4.2.4 XPS中初态及终态效应的分离200

4.3 XAES的一些应用实例206

4.3.1 C(KLL)/C(KVV)的“指纹”识别206

4.3.2 共价性与离子性212

4.3.3 含硅化合物的研究217

4.3.4 钇、锆、铌金属表面内H的状态分析226

4.3.5 吡啶合成中硅铝催化剂的研究228

第五章定量分析235

5.1 影响谱峰强度的因素235

5.1.1 仪器因素235

5.1.2 光电离过程——光电离截面σnl237

5.1.3 样品影响240

5.2 光电子的非弹性散射自由程(λ)243

5.2.1 Penn计算式244

5.2.2 Seah和Dench经验公式245

5.2.3 Ashley等关于聚合物λ的公式245

5.3 定量分析246

5.3.1 本底扣除247

5.3.2 定量分析方法249

5.4 非破坏性深度剖析260

5.4.1 变角XPS260

5.4.2 Tougaard深度剖析法265

5.5 弹性散射对定量分析的影响270

5.5.1 弹性散射与定量分析270

5.5.2 XPS的数学麦达式271

5.5.3 弹性散射对有覆盖层体系的影响274

5.6 化学衍生法278

5.6.1 引言278

5.6.2 化学衍生法的基本概况279

5.6.3 化学衍生法应用举例286

第六章生物医用材料与表面295

6.1 引言295

6.2.1 污染的本质298

6.2 生物材料的表面污染298

6.2.2 XPS的应用300

6.3 生物材料表面的重构现象303

6.3.1 辐射接枝水凝胶304

6.3.2 嵌段聚氨酯类309

6.3.3 蛋白质311

6.4 生物材料的表面改性314

6.4.1 聚合物表面的光化学接枝314

6.4.2 聚合物表面的等离子体处理317

6.5 生物体系表面研究中的实验问题322

7.1 引言327

第七章聚合物的等离子体表面改性及其原位(in-situ)表征327

7.2 聚烯烃类、聚酯聚合物的表面改性331

7.2.1 电晕放电处理332

7.2.2 火焰处理345

7.3 等离子体的表面刻蚀作用346

7.3.1 氩离子(Ar+)轰击作用(CASING)346

7.3.2 原子氧(O(3P))与各种聚合物膜的反应348

7.3.3 聚合物结构与等离子体刻蚀行为365

7.4 聚合物等离子体改性中的能量传递机制368

7.5.1 等离子体聚合物结构的复杂性376

7.5 等离子体聚合376

7.5.2 聚合物表面动力学(Surface Dynamics)研究381

7.5.3 PET表面接枝PEO的等?子体固定化386

7.6 原位(in-situ)表征393

7.6.1 PI表面微波等离子体刻蚀393

7.6.2 金属/聚合物界面化学作用397

第八章有机分子电荷转移(CT)现象的研究410

8.1 CT现象的理论描述410

8.2 分子间配合物CT的XPS研究411

8.2.1 吡啶-氯化碘配合物411

8.2.2 四聚苯醌-给体配合物414

8.2.3 TTF-TCNQ及其有关配合物418

8.2.4 聚苯乙炔-受体系统422

8.3 分子内电荷转移(CT)的XPS研究425

8.3.1 一般情况425

8.3.2 对位硝基苯胺的分析(负shake-up)431

8.3.3 多硝基胺基芳烃的分子内CT现象436

8.4 双(4-二甲基胺基苯基)方环二酮类化合物的CT现象446

第九章实验方法、技术与应用453

9.1 XPS谱仪的分辨率和灵敏度的测定453

9.1.1 基本原理453

9.1.2 实验步骤(以PHI 5300 ESCA系统为例)457

9.2 XPS谱仪的信噪比(S/N)、信本比(S/B)和检测极限的测定458

9.2.1 基本原理458

9.2.2 实验步骤462

9.3 费密能级的测定及谱仪能标的校正463

9.3.1 基本原理463

9.3.2 实验步骤466

9.4 XPS谱仪的峰强度-能量响应函数的测定468

9.4.1 基本原理469

9.4.2 实验步骤473

9.5.2 铜合金防腐机理的研究475

9.5.1 基本原理475

9.5 俄歇参数在Cu合金防腐机理的研究475

9.5.3 实验步骤480

9.6 变角XPS技术(AR-XPS)测定硅片表面氧化层的厚度481

9.6.1 基本原理481

9.6.2 实验步骤482

9.7 粉末样品氧化层表观厚度的测定484

9.7.1 基本原理484

9.7.2 实验步骤487

9.8 变角XPS与表面的层状结构分析489

9.8.1 基本原理490

9.8.2 实验步骤494

附录497

A1.表面分析样品处理的ASTM标准497

A2.结合能的荷电校正506

A3.MgKa、AlKa激发的各元素的光电子峰与俄歇谱峰位置513

A4.XPS\XAES数据库519

A5.X射线激发的俄歇二维及一维化学状态图560

A6.Scofield光电离截面数据622

A7.高能靶(Sikα和AgLα)的经验相对灵敏度因子634

A8.元素周期表641