《电子能谱分析》是“中国分析测试技术丛书”的一个分册。
电子能谱技术是研究纳米材料表面态(如电子迁移、表面空位等)的常规表面化学分析方法,是在纳米尺度上研究材料表面粒子的化学态、几何排列、运动状态和电子态等表面性质,及其与表面宏观性质联系的最基础、最重要的技术手段。本书共分六个章节,重点围绕X射线光电子能谱(XPS)、俄歇电子能谱(AES)、紫外光电子能谱(UPS)、电子能谱法深度剖析、样品制备与数据要求等展开系统阐述。本书内容以全国表面化学分析标准化技术委员会(SAC/TC 608)制定的电子能谱相关国家标准为依据,重点介绍仪器概述、基本原理、仪器检定方法、仪器参数设定、数据解析技巧,以及样品制备技术、数据记录与报告规范等核心内容。
《电子能谱分析》可供从事仪器分析尤其是表面分析的科研人员,实验技术人员,高等院校教师和研究生以及高年级本科生阅读,也可供材料、化学、化工、生物、医药、电子信息、环境、农业等领域的分析工作者参考。
姚文清 清华大学正高级工程师,国家大型科学仪器中心-北京电子能谱中心副主任、清华大学分析中心能谱分析平台主管。担任国际标准化组织表面化学分析委员会(ISO/TC 201)联络员;全国表面化学分析标准化技术委员会(SAC/TC 608)副主任委员兼秘书长、电子能谱分技术委员会(SAC/TC 608/SC 2)主任委员,全国微束分析标准化技术委员会(SAC/TC 38)委员;中国分析测试协会常务理事、高校分析测试分会副主任委员。长期从事光催化材料表界面化学分析及电子能谱技术标准化研究。发表学术论文200余篇;入选英国皇家学会Top 1%高被引中国作者。授权专利4项;编写论著3部;制定国际标准1项、国家标准35项。获国家自然科学奖二等奖、中国标准创新贡献奖二等奖、中国分析测试协会科学技术奖一等奖等。
周小元 重庆大学教授,博士生导师,国家杰出青年科学基金项目获得者。重庆大学分析测试中心主任,重庆大学量子材料与器件中心副主任,中国材料研究学会热电材料及应用分会第三届理事会常务理事,任Sci.China Mater.、Rare Metals及J.Anal.Test. 期刊编委。长期从事低维化新能源材料中的电、声输运关键科学问题研究。近五年发表SCI论文170余篇。获重庆市科学技术奖(自然科学奖)一等奖、国际热电学会青年科学家奖、中国分析测试协会科学技术奖一等奖。
王水菊 厦门大学教授级高级工程师。从事核材料科学和电子显微学分析研究工作。担任国际标准化组织表面化学分析委员会(ISO/TC 201)专家,全国表面化学分析标准化技术委员会(SAC/TC 608)委员。制定或修订国际标准8项、国家标准16项。
第一章 绪论 001~016
第一节 概述 002
第二节 电子能谱的发展历史 005
第三节 电子能谱与表面分析的关系 007
第四节 电子能谱的应用 008
一、科研领域应用 009
二、工业生产、环境保护、生命科学等方面的应用 012
第五节 电子能谱技术的发展趋势 012
参考文献 014
第二章 X射线光电子能谱 017~130
第一节 概述 018
一、X射线光电子能谱的发展历史 018
二、X射线光电子能谱的特点 021
第二节 基本原理 025
一、原子能级及其表示 025
二、光电发射过程 027
三、电子结合能 029
四、化学位移 031
第三节 X射线光电子能谱仪 037
一、仪器分类 037
二、仪器结构 037
三、仪器检定与校准方法 048
四、仪器性能参数的选择 058
五、分析方法 059
六、荷电控制和校正 065
七、本底确定 069
八、横向分辨测定 072
九、离子束对准及束流密度测量 076
第四节 X射线光电子能谱的解析 076
一、定性/定量分析 077
二、化学态分析 079
三、深度剖析 086
四、成像分析 092
五、线分析或多点分析 094
六、价带谱分析 095
第五节 X射线光电子能谱技术的最新进展 097
一、近常压X射线光电子能谱及最新进展 097
二、超高真空X射线光电子能谱及最新进展 112
参考文献 127
第三章 俄歇电子能谱 131~226
第一节 概述 132
一、俄歇电子能谱的历史 132
二、俄歇电子能谱的应用领域 134
三、俄歇电子能谱的发展趋势 140
第二节 基本原理 142
一、俄歇跃迁 142
二、俄歇电子的理论计算 143
三、俄歇谱信息 144
第三节 俄歇电子能谱仪 157
一、仪器基本结构 157
二、仪器性能参数的选择 160
三、仪器校准方法 163
第四节 俄歇电子能谱解析 195
一、定性/定量分析 195
二、深度剖析 211
三、化学态分析 213
四、俄歇电子能谱技术的应用 216
参考文献 222
第四章 紫外光电子能谱 227~302
第一节 概述 228
第二节 基本原理 229
一、气相紫外光电子能谱的基本能量关系及理论基础 230
二、固体紫外光电子能谱的基本能量关系及理论基础 240
第三节 紫外光电子能谱仪 251
一、仪器分类 251
二、仪器结构 255
三、仪器测量方法 263
第四节 紫外光电子能谱的应用 269
一、气相UPS谱的应用与解析 270
二、固体UPS谱的应用与解析 278
三、紫外光电子能谱技术的发展 295
参考文献 296
第五章 电子能谱法深度剖析 303~354
第一节 概述 304
第二节 溅射速率 305
一、溅射产额 305
二、溅射速率的影响因素 309
三、溅射速率的测量 320
第三节 溅射深度 329
一、电子能谱法 330
二、机械触针法 330
三、光学干涉法 331
四、参考物质法 332
第四节 界面分辨 333
一、影响深度分辨的因素 334
二、溅射区与分析区的对中 338
三、离子溅射参数优化 339
四、应用实例 341
参考文献 352
第六章 样品制备与数据要求 355~382
第一节 样品制备技术 356
一、分析前样品的处理 356
二、一般样品的制备技术 366
三、减少样品荷电的方法 371
四、断裂、解理和划刻处理 373
五、生物样品的制备技术 374
六、特殊样品的处理方法 376
第二节 数据记录与报告规范 376
一、记录与报告的规范要求 376
二、数据发送的规范要求 381
参考文献 381
索引 383~387