XPS应用实例
由于电子能谱中包含着样品有关表面电子结构的重要信息，用它可直接研究表面及体相的元素组成、电子组态和分子结构。电子能谱可进行表面元素的定性和定量分析、元素组成的选区和微区分析、元素组成的表面分布分析、原子和分子的价带结构分析，在某些情况下还可对元素的化学状态、分子结构等进行研究，是一种用途广泛的现代分析实验技术和表面分析的有力工具，广泛应用于科学研究和工程技术的诸多领域中。 科技奥运下面分别举例说明XPS在材料表征和基础科学研究中的重要作用。
钱学森 友来(1) 表面物种的表征和鉴定
元素化学态分析是XPS的最主要的应用之一。元素化学态分析的情况比较复杂，涉及到的信息比较多，有时尚需要对谱图做拟合处理。化学位移信息对于官能团、分子化学环境和氧化态分析是非常有力的工具，XPS常被用来作氧化态的测定和价态分析以及研究成键形式和分子结构。XPS光电子谱线的位移还可用来区别分子中非等效位置的原子。
冯兰唐氧缺陷在材料的催化过程中起到了非常重要的作用，但其表征通常比较困难。一种常用的方法是采用XPS技术来检测样品中O 1s谱信号，通过XPS谱峰拟合处理手段来区分表面上各种不同的氧物种。在 CO2电催化还原材料[1]中，通过XPS谱峰拟合技术，将O 1s的XPS谱峰分解为两个组分，位于529.8 eV处的谱峰对应于晶格氧的信号，位于531.4 eV处的谱峰则被归属为邻近氧缺陷的氧原子的信号。这样就可以通过XPS测试中的O 1s谱峰强度，来表征样品中氧缺陷的浓度，从而能够进一步研究氧缺陷与CO2还原反应活性之间的构效关系。
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同样的，XPS谱峰拟合技术也可以应用于其他样品体系中，用于表征不同化学状态的表面物种。在BiOBr材料[2]中，通过XPS谱峰拟合技术，在样品中明确分辨出处于不同化学环境中的氧物种，并且该物种在样品中的浓度可以通过XPS谱峰强度反映出来。其中，位于530.3 eV处的谱峰归属为晶格氧的信号，位于531.9 eV处的谱峰归属为表面羟基的信号，位于531.2 eV处的谱峰归属为吸附在氧空位上的吸附氧物种信号。
在TaS2单层材料[3]中，通过XPS谱峰拟合技术，在样品中明确分辨出处于不同化学环境中的硫物种，
并且该物种在样品中的浓度可以通过XPS谱峰强度反映出来。由酸处理前后的样品XPS谱峰对比来看，经过酸处理后，样品表面多了一些S-H键，也就是说，酸处理过程使得样品表面增加了一些-SH官能团，这相当于样品表面进行了改性处理。
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在二维MnO2材料[4]中，通过XPS谱峰拟合技术，在样品中明确分辨出两种不同化学状态的Mn物种，即Mn(III)和Mn(IV)物种，并且该物种在样品中的浓度可以通过XPS谱峰强度反映出来。另外，由Mn 3s谱峰的峰间距能够计算出样品中Mn的平均化合价。
通过XPS谱峰拟合技术，在样品中明确分辨出处于不同化学环境中的氧物种和氮物种，并且该物种在样品中的浓度可以通过XPS谱峰强度反映出来[5]。其中，位于531.2 eV处的氧物种对应于邻近氧缺陷的氧原子信号，这说明经过NH3处理后样品中形成了大量的氧缺陷。在N 1s区域，除了pyridinic-N和pyrrolic-N物种的存在外，位于397.6 eV处的谱峰归属为与金属成键的氮物种信号。
另外，对于一些光电子线化学位移很小的元素、过渡元素、稀土元素等，用结合能的化学位移不能有效地进行化学价态分析。在这种情况下，可以利用元素的俄歇谱峰和相应的俄歇参数来分析其具体的化学状态。当Cu纳米材料应用于水汽变换反应中时，对于水的活化这一关键步骤，不同形貌的Cu纳米粒子表现出了不同的反应性能，这一点可以通过Cu的LMM俄歇峰信号的变化反映出来[6]。
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除利用俄歇参数来对其化学状态进行分析外，还可以借助震激效应、多重分裂等各种终态效应，可以从线形及伴峰结构方面进行分析，同样也可以获得化学价态的信息。这些终态效应分析常常在光电子线位移不大的情况下表现得十分有效，它能够提供顺磁反磁性、键的
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