两相流闸阀>怎么自制纳米胶带
紫外光电子能谱（UPS）的原理及应用光电子能谱技术自二十世纪六十年代迅速发展起来，并成为研究固体材料表面态的最重要和有效的分析技术之一，主要包括X射线光电子能谱（X-ray Photoelectron Spectroscopy，简称XPS）和紫外光电子能谱（Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy，简称UPS）两个分支体系。Tunner 等人所发展的紫外光电子能谱，它的激发源在属于真空紫外能量范围，可以在高能量分辨率（10~20meV)水平上探测价层电子能级的亚结构和分子振动能级的精细结构，是研究材料价电子结构的有效方法。 1.紫外光电子能谱的测量原理
UPS测量的基本原理与XPS相同，都是基于爱因斯坦光电定律。对于自由分子和原子，遵循EK=hn-EB-Φsp，其中，hn为入射光子能量（已知值），EK为光电过程中发射的光电子的动能（测量值），EB为内层或价层束缚电子的结合能（计算值），Φsp 为谱仪的逸出功（已知值，通常在4eV左右）。但是所用激发源的能量远远小于X光，因此，光激发电子仅来自于非常浅的样品
表面（~10Å），反映的是原子费米能级附近的电子即价层电子相互作用的信息。
图1 光电子能谱测量原理图
2.紫外光电子能谱的装置
一般用于UPS测试的理想的激发源应能产生单的辐射线且具有一定的强度，常采用惰性气体放电灯（如He共振灯），其在超高真空环境下（约10-8mbar）通过直流放电或微波放电使惰性气体电离，产生带有特征性的橘的等离子体，主要包含HeI 共振线（波长为584Å，光子能量为21.22eV）和HeII共振线（波长为304Å，光子能量为40.8eV），其中，HeI线的单性好（自然线宽约5meV），强度高，连续本底低，是目前常用的激发源。
数字媒体播放系统图2 用于UPS的He共振线光子能量及强度
3．紫外光电子能谱的分析方法
信号采集系统
紫外光电子能谱通过测量价层电子的能量分布从中获得有关价电子结构的各种信息，包括材料的价带谱、逸出功、VB/HOMO位置以及态密度分布等。图3是典型的Au样品的UPS谱图，从图中可以看到在8eV之后谱线开始剧烈上升，表明有较强的二次非弹性散射电子出射。二次电子截止边对应被检测电子具有最高结合能的位置，既具有最低动能所对应的位置，通常结合费米边的位置用来确定材料的逸出功。当样品与仪器有良好的电接触时，样品材料的费米能级EF 对应于仪器的EF。通过观测能谱谱线的费米台阶，定义台阶中点为费米能级的位置。进一步观察可以看到二次电子截断在16.1eV处，这个光电信号截断表21.2eV的光子能量最多只能激发结合能为16.1eV的电子，使其不经过任
何散射而到达样品表面，因此通过公式Φ=hn-(ECutoff -EF)可以计算出材料的逸出功，在此例中计算得到Au的逸出功为5.1eV。
图3 Au样品的UPS谱图光滑爪蟾
我们知道，在分析XPS谱图时确定谱峰的位置至关重要。待测样品中所含元素以何种化学态的形式存在，最主要的判据是化学位移，然而对以能带结构为主要研究对象的UPS谱图来说，除了需要对谱结构本身进行仔细辨识外，还要对谱的端边进行精确标定，这包含了上面提到的高动能起始边（E F，确定电子态密度DOS 时的能量参考点）、低动能截止边（E Cutoff）以及半导体材料研究中所关注的价带顶或HOMO能级的位置。通常，半导体材料的
EF位于带隙之间，它与价电子所能填充的最高能量位置—价带顶（VBM）之间有一个未知的能量差，如图4所示。对于p型半导体材料，该能量差可以非常小，而对于n型半导体材料则可以大到与禁带宽度E g相当。而且由于半导体材料受表面态影响会在近表面处发生能带弯曲，因此EF相对于VBM的位置会随表面处理条件的改变而变化，这在解析谱图时需要考虑。
图4 金属/半导体材料的表面能级示意图
确定VBM位置的通常方法是沿价带谱起始边陡直上升部分线性外推，取其与本底噪声基线的交点。在有机半导体材料HOMO 能级对应低结合能端出现的第一个峰的起始边，如图5所示。在实际应用中，VBM或HOMO可用于计算材料的电离势IP。
>药盒
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议