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發展背景

發展背景. 1887 年 -Heinrich Rudolf Hertz 發現了 光電效應 。 1907 年 -P.D. Innes 使用倫琴管、亥姆霍茲線圈、磁場半球（電子能量分析儀）和照像平版做實驗來記錄寬頻發無線電子和速度的函數關係，此為第一個 XPS 能譜的量測。 1967 年 - 第二世界大戰後，瑞典 Uppsala 大學 K.Siegbahn 及其同事經過近 20 年的潛心研究而建立了分析方法。他們發現了 內層電子束縛能 (binding energy) 的 位移現象 ，解決了電子能量分析等技術問題，檢測元素周期表中各元素軌道束縛能，並成功地應用於許多實際的化學體系。

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Presentation Transcript

  1. 發展背景 • 1887年-Heinrich Rudolf Hertz發現了光電效應。 • 1907年-P.D. Innes使用倫琴管、亥姆霍茲線圈、磁場半球（電子能量分析儀）和照像平版做實驗來記錄寬頻發無線電子和速度的函數關係，此為第一個XPS能譜的量測。 • 1967年-第二世界大戰後，瑞典Uppsala大學K.Siegbahn及其同事經過近20年的潛心研究而建立了分析方法。他們發現了內層電子束縛能(binding energy) 的位移現象，解決了電子能量分析等技術問題，檢測元素周期表中各元素軌道束縛能，並成功地應用於許多實際的化學體系。 • 1969年-惠普公司與K.Siegbahn合作，在美國生產第一部商業用單色的XPS。K.Siegbahn給這種譜儀取名爲化學分析電子能譜(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)，簡稱爲“ESCA”。

  2. 發展背景 X射線是由德國物理學家倫琴於1895年發現的，他由 此獲得了1901年首屆諾貝爾物理學獎。 XPS現象基於愛因斯坦於1905年揭示的光電效應，愛因斯 坦由於這方面的工作被授予1921年諾貝爾物理學獎。 基於K.Siegbahn教授對發展XPS領域做出的重大貢獻， 他被授1981年諾貝爾物理學獎。

  3. XPS簡介-基本原理 • XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)：X光光電子能譜儀，以X光作為激發源，分析物質表面的元素組成與化學組成。 • X-ray光源能量高，入射時可激發內層能階(core level)的電子。

  4. XPS簡介-基本原理 • XPS以X光光源照射材料的同時，使原子或分子中的電子受激而發射出來，測量動能和從材料表面1奈米到5奈米處發射出來的光電子能量分佈，從而得到x射線光電子光譜。

  5. 光電效應 XPS簡介-基本原理 Einstein關係式: KE=hυ-BE-Φ

  6. XPS簡介-儀器架構 • XPS裝置示意圖

  7. XPS簡介-儀器架構 PHI 5800 XPS 系統 能量分析器 電腦軟體處理 X射線光源 真空系統

  8. XPS簡介-分析原理 • 定性分析 • 定量分析 • 角解析光電子分析 • 縱深分析

  9. XPS原理 ‧X光會將原子內部的核心電子或鍵結電子激發至高能態，靠近材料表面的高能態電子有機會逸出材料表面， 這些電子稱為X光光電子，包括核心電子、鍵結電子、Auger電子、 非彈性碰撞電子

  10. 光電效應 XPS簡介-基本原理 Einstein關係式: KE=hυ-BE-Φ

  11. XPS原理

  12. XPS原理

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