http://www.kepu.dicp.ac.cn/photo/07sl02/X%E5%B0%84%E7%BA%BF%E5%85%89%E7%94%B5%E5%AD%90%E8%83%BD%E8%B0%B1(XPS).pdf
二结合能与化学位移
电子结合能(EB)代表了原子中电子(n,l,m,s)与核电荷(Z)之间的相互作用强度可用
XPS直接实验测定也可用量子化学从头计算方法进行计算理论计算结果可以和
XPS测得的结果进行比较更好地解释实验现象
电子结合能是体系的初态原子有n个电子
四金一甲- 讲义教程- 道客巴巴
XPS的物理基础
1. X 射线与物质的相互作用
为领会表面分析方法XPS(ESCA) 对光电效应和光电发射的了解是必要的当一
个光子冲击到一原子上时将会发生下列三个事件之一(1)光子无相互作用地穿过
(2)光子被原子的轨道电子散射导致部分能量损失(3)光子与轨道电子相互作用把光
子能量全部传给电子导致电子从原子中发射第一种情形无相互作用发生第二种
可能性称为康普顿散射它在高能过程中是重要的第三种过程准确地描述了光电发
射此即XPS的基础http://140.120.11.150/~ael/lecturenote/2_2.pdf
產生(generation)與復合(recombination)
•在共價鍵中的電子必須吸收足夠的能量才能跳出形成電子與電洞，而所需
之最小能量稱做帶溝(band gap) Eg，而這個過程叫做產生(Generation)。
•所吸收的能量可以是晶格的振動能量（熱能），光子的能量（輻射），或
高速粒子的能量。當能量不足時，共價鍵的電子並不吸收。
•帶溝的大小，一般以電子伏特(eV)為單位，和共價鍵的強度有關，共價鍵強
度愈強，帶溝愈大，鍵愈弱則帶溝愈小。
我们知道原子中的电子被束缚在不同的量子化能级上
ĤΨi=EiΨi
原子吸收一个能量为hν的光子后可引起有n个电子的系统的激发从初态波函数
Ψi(n)和能量Ei(n)跃迁到终态离子Ψf(n-1,k)和能量Ef(n-1,k) 再加上一动能为EK的自由光
电子k 标志电子发射的能级
只要光子能量足够大(hν > EB) 就可发生光电离过程
(2) 弛豫过程——二次过程(secondary process)
由电离过程产生的终态离子(A+*)是不稳定的处于高激发态它会自发发生弛豫
(退激发)而变为稳定状态这一弛豫过程分辐射弛豫和非辐射弛豫两种
(i) 荧光过程(辐射弛豫) 处于高能级上的电子向电离产生的内层电子空穴跃
迁将多余能量以光子形式放出
A+*→A++hν′ (特征射线)
(ii) 俄歇过程(非辐射弛豫)
A+* → A++* + e− (分立能量—Auger)
俄歇电子能量并不依赖于激发源的能量和类型
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