本书详尽介绍了X射线光电子能谱、俄歇电子能谱、紫外光电子能谱、低能离子散射谱、电子能量损失谱等现代表面分析技术的基本原理、操作方法、仪器构造和数据解析，提供了丰富的应用实例，展示了这些技术在材料科学、催化、生物学等领域的广泛应用，注重理论与实践的结合。本书还介绍了表面分析技术的高时空分辨率、原位表征等最新发展趋势，使读者能及时掌握表面分析领域的最新动态，助力国家新质生产力的发展。

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1981.09-1985.07 南京大学 化学系 物理化学专业 本科 1985.09-1988.07 北京大学 化学系 物理化学专业 硕士 1992.09-1995.07 清华大学 化学系 物理化学专业 在职博士1988.07-1995.10 清华大学 化学系 助教，讲师 1995.10-1997.03 日本爱媛大学（Ehime University) 化学系 博士后 1997.03-2001.07 清华大学 化学系 讲师，副教授，分析中心副主任 2001.8―现在 清华大学 化学系 教授，博士生导师，国家电子能谱中心副主任化学、光催化以第一作者和通讯联系人发表SCI 收录论文350余篇，其中37 篇为高被引论文；论文总引达32000余次，H因子为101。2014-至今Elsevier 中国高被引学者，2018-至今科睿唯安“高被引科学家”。国家电子能谱中心副主任、教育部资源化学重点实验室学术委员会副主任、 Applied Catalysis B: Environmental 副主编

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 电子能谱学 1
1.1.1 电子能谱学的范畴 1
1.1.2 电子能谱学的基本原理 1
1.1.3 电子能谱学的应用范围 1
1.1.4 电子能谱学的物理基础 2
1.1.5 电子能谱学与其他学科的关系 2
1.1.6 电子能谱学的发展基础 3
1.2 电子能谱学的研究内容 3
1.3 电子能谱学与表面分析的关系 4
1.4 电子能谱学的应用 5
1.5 电子能谱学的发展趋势 6
1.6 本书的主要内容和参考书 6
第2章 X射线光电子能谱 7
2.1 X射线光电子能谱的发展历史与特点 7
2.1.1 X射线光电子能谱的发展历史 7
2.1.2 X射线光电子能谱的特点 8
2.2 工作原理 8
2.2.1 X射线光电子能谱的基本原理 8
2.2.2 电子结合能原理 18
2.2.3 化学位移理论 26
2.2.4 终态效应及伴峰结构 35
第3章 X射线光电子能谱的结构和发展 54
3.1 X射线光电子能谱的发展历史 54
3.2 主要构成 54
3.2.1 真空系统 55
3.2.2 X射线源 56
3.2.3 X射线的单色化 60
3.2.4 能量分析器 61
3.2.5 检测器 63
3.2.6 离子束溅射 65
3.3 XPS的最新发展 68
3.3.1 小面积XPS 69
3.3.2 成像XPS 70
3.4 应用举例和数据分析 74
参考文献 116
第4章 X射线光电子能谱的分析方法 119
4.1 样品的制备 119
4.1.1 样品的大小 119
4.1.2 粉体样品 119
4.1.3 含挥发性物质的样品 119
4.1.4 污染的样品 119
4.1.5 带磁性的样品 120
4.2 离子溅射技术 120
4.2.1 概述 120
4.2.2 离子溅射的影响因素 120
4.3 样品的荷电及消除 121
4.3.1 荷电的产生 121
4.3.2 荷电的消除 121
4.3.3 荷电的校准 122
4.4 XPS的定性分析 122
4.4.1 XPS定性分析依据 122
4.4.2 XPS定性分析方法 122
4.4.3 XPS定性分析的实例 123
4.5 XPS的定量分析 124
4.5.1 影响谱峰强度的因素 124
4.5.2 非弹性散射平均自由程 127
4.5.3 XPS的定量计算 128
4.5.4 理想模型法 129
4.5.5 元素灵敏度因子法 130
4.5.6 理论计算值与实测值的相关性 131
4.6 化学价态分析 131
4.7 俄歇参数法 132
4.8 深度剖析方法 133
4.8.1 变角XPS分析方法 133
4.8.2 Tougaard深度剖析法 136
4.8.3 离子束溅射深度分析 137
4.9 XPS指纹峰分析 138
4.9.1 XPS的携上峰分析 139
4.9.2 XAES分析 139
4.9.3 XPS价带谱分析 140
4.9.4 图像XPS分析 142
4.10 应用举例和数据分析 144
参考文献 183
第5章 X射线光电子能谱的应用 186
5.1 概述 186
5.2 无机物的鉴定 188
5.2.1 XPS研究金属元素的自旋状态 188
5.2.2 多重分裂研究未成对电子 189
5.2.3 氧化态的研究 189
5.2.4 配体的种类 190
5.2.5 无机物结构的测定 190
5.3 有机物与聚合物的研究 191
5.3.1 聚合物成分的分析 192
5.3.2 聚合物基团的确定 193
5.3.3 表面处理对聚合物表面的影响 193
5.4 催化剂的研究 196
5.5 应用举例和数据分析 198
参考文献 232
第6章 俄歇电子能谱 235
6.1 概述 235
6.2 基本原理 236
6.2.1 俄歇跃迁及俄歇电子发射 236
6.2.2 俄歇电子的能量分布 237
6.2.3 俄歇跃迁过程的种类与表示 238
6.2.4 俄歇跃迁概率 240
6.2.5 俄歇电子动能 242
6.2.6 俄歇电子强度 243
6.2.7 俄歇电子能谱表达 247
6.2.8 俄歇化学位移 248
6.3 应用举例和数据分析 252
参考文献 287
第7章 俄歇电子能谱仪 290
7.1 俄歇电子能谱仪的基本结构 290
7.1.1 电子源 290
7.1.2 能量分析器 292
7.2 俄歇电子能谱仪的实验技术 293
7.2.1 样品制备技术 293
7.2.2 样品大小 293
7.2.3 粉末样品 293
7.2.4 含有挥发性物质的样品 294
7.2.5 表面有污染的样品 294
7.2.6 带有微弱磁性的样品 295
7.2.7 离子束溅射技术 295
7.2.8 样品的荷电问题 296
7.2.9 俄歇电子能谱采样深度 296
7.2.10 电子束和X射线激发的俄歇电子能谱的比较 297
7.3 俄歇电子能谱图的分析技术 297
7.3.1 定性分析 297
7.3.2 表面元素的半定量分析 300
7.3.3 表面元素的化学价态分析 302
7.3.4 俄歇深度分析 307
7.3.5 微区分析 309
第8章 俄歇电子能谱的应用 315
8.1 固体表面清洁度的测定 315
8.2 表面吸附和化学反应的研究 315
8.2.1 表面吸附的研究 316
8.2.2 表面吸附过程 317
8.3 薄膜的研究 318
8.3.1 薄膜厚度的测定 318
8.3.2 薄膜界面的扩散反应研究 318
8.3.3 薄膜制备的研究 321
8.3.4 薄膜催化剂的研究 323
8.4 离子注入研究 327
8.5 表面偏析研究 329
8.6 固体化学反应研究 331
8.7 表面扩散研究 333
8.8 摩擦化学研究 334
8.9 核材料研究 336
8.10 应用举例和数据分析 337
参考文献 374
第9章 紫外光电子能谱 377
9.1 概述 377
9.2 基本原理 377
9.3 非键或弱键电子峰的化学位移 383
9.4 紫外光电子能谱的解释 384
9.4.1 严格的方法 384
9.4.2 简化的方法 385
9.4.3 谱带的形状和位置 385
9.4.4 电子接受或授予效应 387
9.4.5 轨道的相互作用 389
9.5 紫外光电子能谱仪 391
9.6 实验技术 394
9.6.1 样品的制备和引入 394
9.6.2 谱的校正 395
9.7 紫外光电子能谱的应用 396
9.7.1 测量电离电位 397
9.7.2 研究化学键 397
9.7.3 测定分子结构 399
9.7.4 定性分析 399
9.7.5 定量分析 401
9.7.6 固体表面的吸附作用 402
9.7.7 固体表面电子结构 403
9.7.8 储氢材料的研究 404
9.8 应用举例和数据分析 405
参考文献 437
第10章 低能离子散射谱 440
10.1 概述 440
10.2 LEIS和RBS的比较 441
10.3 LEIS的工作原理 441
10.4 散射产额 443
10.5 阴影效应 444
10.6 荷电效应 446
10.7 离子中和效应 447
10.8 LEIS装置 449
10.8.1 离子源 450
10.8.2 真空系统和散射室 451
10.8.3 能量分析器 452
10.9 LEIS仪器操作要点 452
10.9.1 入射离子及其能量的选择 452
10.9.2 角度的选择 453
10.9.3 质量分辨率 454
10.9.4 定量分析 454
10.9.5 低能背景 454
10.9.6 多重散射和沟道效应 455
10.10 进展 455
10.11 应用 456
10.11.1 表面定性分析 456
10.11.2 表面成分分析 457
10.11.3 表面结构分析 458
10.11.4 二次散射和多次散射、表面缺陷分析 458
10.11.5 研究热电子阴极激活过程 459
10.11.6 LEIS研究Ni3Ti合金 460
10.11.7 Cu-Zn催化剂的研究 461
10.11.8 LEIS测定负载型催化剂中活性组分与载体之间的相互作用 462
10.12 应用举例和数据分析 463
参考文献 502
第11章 电子能量损失谱 505
11.1 概述 505
11.2 电子能量损失谱的定义及特点 505
11.2.1 电子能量损失谱的定义 505
11.2.2 电子能量损失谱的特点 506
11.3 电子能量损失谱的原理 506
11.3.1 入射电子与试样相互作用过程 506
11.3.2 电子能量损失过程 507
11.4 电子能量损失谱的工作原理 509
11.5 非弹性散射理论简介 509
11.5.1 电子能量损失谱的基本公式 510
11.5.2 经典的介电理论 510
11.5.3 量子力学的介电理论 512
11.6 低能电子能量损失谱的实验装置 512
11.7 高分辨电子能量损失谱和表面振动研究 513
11.7.1 晶体清洁表面的声子能量损失谱 513
11.7.2 吸附表面的声子能量损失谱 515
11.8 电子能量损失谱的应用 518
11.8.1 吸附位的研究 519
11.8.2 分析双原子分子在金属表面的分解反应 520
11.8.3 甲醇分解研究 521
11.8.4 氧化过程的研究 522
11.9 应用举例和数据分析 523
参考文献 557