X射线光电子能谱(XPS)图通过结合能峰位、峰形和化学位移揭示样品表面的元素组成、化学状态及电子结构。核心分析步骤包括:识别特征峰定位元素、观察化学位移判断价态、定量峰面积计算含量,以及结合伴峰分析材料特性。以下是具体解读方法:
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元素定性分析
横坐标(结合能)对应不同元素的特征电子能级,如碳1s峰位于284.8 eV附近。通过比对标准结合能数据库(如NIST),可快速锁定样品中的元素种类。例如,氧元素1s峰通常在530-535 eV范围内出现。 -
化学状态解析
同一元素的峰位偏移(化学位移)反映其化学环境变化。例如,金属铝(Al 2p峰约72.7 eV)氧化后峰位会向高结合能移动至74-75 eV,表明Al³⁺的形成。硫化物与硫酸盐的S 2p峰差异也可通过此原理区分。 -
定量与表面组成
纵坐标(光电子强度)结合峰面积计算元素相对含量。需考虑灵敏度因子校正,如铁2p和氧1s的峰面积需按特定比例换算。表面污染或薄层氧化物的检测限可达0.1原子百分比(at.%)。 -
伴峰与深度信息
俄歇电子峰(如Cu LMM)、能量损失峰等辅助判断材料特性。非对称峰形可能暗示导体/绝缘体差异,而角分辨XPS可分析深度方向成分梯度(约10 nm内)。
提示:实际分析需结合宽扫描(全谱)和高分辨窄扫描,并注意荷电效应校正。多组分样品建议采用分峰拟合软件(如XPSPeak)分解重叠峰。