XPS测试样品准备及谱图处理

XPS能谱数据处理

材料Ｘ射线光电子能谱数据处理及分峰的分析实例 例：将剂量为1 107ions/cm2，能量为45KeV的碳离子注入单晶硅中，然后在1100C 高分辨扫瞄谱退火2h进行热处理。对单晶硅试样进行XPS测试，试对其中的C 1s 进行解析，以确定各种可能存在的官能团。 分析过程： 1、在Origin中处理数据 图1

将实验数据用记事本打开，其中C 1s 表示的是C 1s 电子，299.4885表示起始结 合能，-0.2500表示结合能递减步长，81表示数据个数。从15842开始表示是光电子强度。从15842以下数据选中Copy到Excel软件B列中，为光电子强度数据列。同时将299.4885Copy到Excel软件A列中，并按照步长及个数生成结合能数据，见图2 图2 将生成的数据导入Origin软件中，见图3。

图3 谱图，检查谱此时以结合能作为横坐标，光电子强度作为纵坐标，绘出C 1s 图是否有尖峰，如果有，那是脉冲，应把它们去掉，方法为点Origin 软件中的Data-Move Data Points，然后按键盘上的↓或↑箭头去除脉冲。本例中的实验数据没有脉冲，无需进行此项工作。将column A和B中的值复制到一空的记事本 文档中（即成两列的格式，左边为结合能，右边为峰强），并存盘，见图4。

图4 2、打开XPS Peak，引入数据：点Data----Import (ASCII)，引入所存数据， 则出现相应的XPS谱图，见图5、图6。

3、选择本底：点Background，因软件问题， High BE和Low BE的位置最好不改，否则无法再回到Origin，此时本底将连接这两点，Type可据实际情况选择，一般选择Shirley 类型，见图7。

XPS能谱数据处理方法

XPS 能谱数据处理 王博 吕晋军 齐尚奎 能谱数据转化成ASC 码文件后可以用EXCEL 、ORIGIN 等软件进行处理。这篇文章的目的是向大家介绍用ORIGIN 软件如何处理能谱数据，以及它的优势所在。 下面将分三部分介绍如何用ORIGIN 软件处理能谱数据：1、多元素谱图数据处理 2、剖面分析数据处理 3、复杂谱图的解叠 一、多元素谱图的处理： 1、将ASC 码文件用NOTEPAD 打开： 2、复制Y 轴数值。打开ORIGIN ，将Y 轴数据粘贴到B （Y ）： 3、如图：点击工具栏plot ，选择line Y 轴数值 X 轴起始点 X 轴步长 采集的数据点总数 元素名称

4、出现下图：点击B（Y），再点击<->Y，使B（Y）成为Y轴数据。然后在“set X values”中输入起始值和步长。 5、点击OK，得到下图：

6、利用ORIGIN提供的工具可以方便的进行平滑、位移。 A.位移： 1）如图：选择analysis→translate→vertical或horizontal可以进行水平或垂直方向的位移。我们以水平位移为例进行讲解。 2）在图中双击峰顶，如图示（小窗口给出的是此点的X，Y值） 3）然后在图中单击其他位置找到合适的X值（小窗口给出的是红十字的X，Y值） 4）双击红十字的位置，峰顶就会位移到此处：

位移可以反复多次的进行，垂直方向的位移和水平方向的一样。 B、平滑 1）如图选择： 2）出现下面的小窗口

3）点击settings出现下面的界面（如果想用平滑后的代替原始的，选择”replace original”,如果想重新做图选”add to worksheet”，下面的数值不用改变） 4）点击operation,选择savizky-golay进行平滑。得到下图： 二、剖面分析数据处理： 1、用写字板打开ASC码文件，选取所需要的元素 元素名称 剖面分析中的CYCLE 数 起始值及步长 Y轴数据

俄歇电子能谱分析原理及方法

俄歇电子能谱分析原理及方法 XXX 【摘要】近年来，俄歇电子能谱（AES）分析方法发展迅速，它具有很多的优点，比如分析速度快、精度高、需要样品少等等，也因此在很多研究领域的表面分析中都得到了广泛的应用。可以不夸张的说，这个技术为表面物理和化学定量分析奠定了基础。本文主要是介绍俄歇电子能谱分析的主要原理及其在科学研究中的主要应用，旨在让读者对俄歇电子能谱有一个初步的了解。 关键词：俄歇电子能谱；表面物理；化学分析。 前言 近些年来，俄歇电子能谱分析发展如火如荼，在各个领域都有很抢眼的表现。目前有很多的人在研究，将俄歇电子分析技术应用到电子碰撞以及微纳尺度加工等高技术领域，俄歇电子能谱分析方法表现出强大的生命力，同目前已为很人熟悉和赞赏的强有力的分析仪器电子探针相比俄歇电子能仪可能有几个独到之处:( 1 )能分析固体表面薄到只有几分之一原子层内的化学元素组成，这里说的“表面”指的不只是固体的自然表面,也指固体内颗粒的分界面,(2)俄歇电子谱的精细结构中包含有许多化学信自,借此可以推断原子的价态;( 3 )除氢和氦外所有元素都可以分析,特别是分析轻元素最为有利;(4)利用低能电子衍射装置和俄歇能谱分析器相结合的仪器(“LEED一Au-ger”装置),有可能从得到的数据资料中分晶体表面的结构,推断原子在晶胞中的位置。因此,俄歇电子能谱仪作为固体材料分析的一个重要工具,近年来发展很快,研究成果不断出现于最新的文献中。本文主要是想要综合论述俄歇电子能谱的分析方法，以及概述它在各方面的应用。[1] [1]《俄歇电子能谱仪及其应用》许自图 正文 一、俄歇电子能谱分析的原理

1.1俄歇电子能谱发现的历史 1925年法国科学家俄歇在威尔逊云室中首次观察到了俄歇电子的轨迹，并且他正确的解释了俄歇电子产生的过程，为了纪念他，就用他的名字命名了这种物理现象。到了1953年，兰德才从二次电子能量分布曲线中第一次辨识出这种电子的电子谱线，但是由于俄歇电子谱线强度较低，所以当时检测还比较困难。到了1968年，哈里斯应用微分法和锁相放大器，才解决了如何检测俄歇电子信号的问题，也由此发展了俄歇电子能谱仪。俄歇电子能谱仪不仅可以作为元素的组分分析仪器，还可以检测化学环境信息。咋很多的领域都得到了应用，比如基础物理，应用表面科学等等。 1.2俄歇效应 当一束具有一定能量的电子束（一次电子）射到固体表面的时候，原子对电子产生了弹性散射和非弹性散射。非弹性散射使得电子和原子之间发生了能量的转移，发出X-射线以及二次电子。这个时候如果在固体表面安装一个接受电子的探测器，就可以得到反射电子的数目（强度）按能量分布的电子能谱曲线。 图1 入射电子在固体中激发出的二次电子能谱 俄歇电子是指外壳层电子填补内壳层空穴所释放出来的能量激发了外壳层的另外一电子，并且使得它脱离原子核，逃逸出固体表面的电子，这个过程被俄歇发现，所以称为俄歇电子。

XPS数据处理步骤_北京科技大学

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X射线光电子能谱 数据处理
北京科技大学 冶金生态楼109 冯 婷 2011.3

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仪器型号及主要参数 元素组成鉴别 元素定量分析 元素化学态分析

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仪器型号及主要参数

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仪器型号及参数
X射线光电子能谱仪型号： AXIS ULTRADLD（岛津集团
Kratos公司生产）
X射线源：单色化Al靶， Al Kα hυ=1486.6eV 样品分析区域：700μm×300μm 信息采样深度：无机材料<5nm，有机材料<10nm X射线工作功率：一般为150W

XPS分峰处理

实验条件：样品用VG Scientific ESCALab220i-XL型光电子能谱仪分析。激发源为Al KαX射线，功率约300 W。分析时的基础真空为3×10-9 mbar。 电子结合能用污染碳的C1s峰（284.8 eV）校正。 X-ray photoelectron spectroscopy data were obtained with an ESCALab220i-XL electron spectrometer from VG Scientific using 300W AlKα radiat ion. The base pressure was about 3×10-9 mbar. The binding energies were referenced to the C1s line at 284.8 eV from adventitious carbon. 处理软件：Avantage 4.15 XPS数据考盘后的处理数据步骤 Origin作图： 1.open Excel文件，可以看到多组数据和谱图，一个sheet 对应一张谱图及 相应的数据（两列）。 2.将某一元素的两列数据直接拷贝到Origin中即可作出谱图。（注意：X轴 为结合能值，Y轴为每秒计数） 3. 如果某种元素有两种以上化学态，需要进行分峰处理时，按“XPS Peak 分峰步骤”进行。 XPS Peak分峰步骤 1．将所拷贝数据转换成所需格式：把所需拟合元素的数据引入Origin后，将column A和C中的值复制到一空的记事本文档中（即成两列的格式，左边为结合能，右边为峰强），并存盘。如要对数据进行去脉冲处理或截取其中一部分数据，需在Origin中做好处理。 2．打开XPS Peak，引入数据：点Data----Import(ASCII)，引入所存数据，则出现相应的XPS谱图。 3．选择本底：点Background，在所出现的小框中的High BE和Low BE下方将出现本底的起始和终点位置（因软件问题，此位置最好不改，否则无法再回到Origin），本底将连接这两点，Type可据实际情况选择。确定好本底的位置后，回到TXT文本中将不在本底范围内的数据删除，然后保存。再重新Import ASCII。

XPS能谱数据处理

XPS能谱数据处理 材料,射线光电子能谱数据处理及分峰的分析实例 72例:将剂量为1，10ions/cm，能量为45KeV的碳离子注入单晶硅中，然后在1100C退火2h进行热处理。对单晶硅试样进行XPS测试，试对其中的C高分辨扫瞄谱1s进行解析，以确定各种可能存在的官能团。 分析过程: 1、在Origin中处理数据 图1 将实验数据用记事本打开，其中C表示的是C电子，299.4885表示起始结 1s1s 0.2500表示结合能递减步长，81表示数据个数。从15842开始表示是光合能，- 电子强度。从15842以下数据选中Copy到Excel软件B列中，为光电子强度数据列。同时将299.4885Copy到Excel软件A列中，并按照步长及个数生成结合能数据，见图2

图2 将生成的数据导入Origin软件中，见图3。 图3 此时以结合能作为横坐标，光电子强度作为纵坐标，绘出C谱图，检查谱1s 图是否有尖峰，如果有，那是脉冲，应把它们去掉，方法为点Origin 软件中的Data-Move Data Points，然后按键盘上的,或,箭头去除脉冲。本例中的实验数据没有脉冲，无需进行此项工作。将column A和B中的值复制到一空的记事本文档中(即成两列的格式，左边为结合能，右边为峰强)，并存盘，见图4。

图4 2、打开XPS Peak，引入数据:点Data----Import (ASCII)，引入所存数据，则出现相应的XPS谱图，见图5、图6。 3、选择本底:点Background，因软件问题， High BE和Low BE的位置最

好不改，否则无法再回到Origin，此时本底将连接这两点，Type可据实际情况选择，一般选择Shirley 类型，见图7。 图7 4、加峰: 点Add peak，出现小框，在Peak Type处选择s、p、d、f等峰类型(一般选s)，在Position处选择希望的峰位，需固定时则点fix前小方框，同法还可选半峰宽(FWHM)、峰面积等。各项中的constraints可用来固定此峰与另一峰的关系。点Delete peak可去掉此峰。然后再点Add peak选第二个峰，如此重复。 在选择初始峰位时，如果有前人做过相似的实验，可以查到相应价键对应的峰位最好。但是如果这种实验方法比较新，前人没有做过相似的，就先用标准的峰位为初始值。最优化所有的峰位，然后看峰位位置的变化。 本例中加了三个峰，C元素注入单晶硅后可能形成C-C、C-Si和C-H三个价键。根据这三个价键对应的结合能确定其初始峰位，然后添加。具体过程见图8、9、10。

XPS能谱处理数据的方法(中国科学院)

XPS 能谱数据处理 能谱数据转化成ASC 码文件后可以用EXCEL 、ORIGIN 等软件进行处理。这篇文章的目的是向大家介绍用ORIGIN 软件如何处理能谱数据，以及它的优势所在。 下面将分三部分介绍如何用ORIGIN 软件处理能谱数据：1、多元素谱图数据处理 2、剖面分析数据处理 3、复杂谱图的解叠 一、多元素谱图的处理： 1、将ASC 码文件用NOTEPAD 打开： 2、复制Y 轴数值。打开ORIGIN ，将Y 轴数据粘贴到B （Y ）： Y 轴数值 X 轴起始点 X 轴步长 采集的数据点总数 元素名称

3、如图：点击工具栏plot，选择line 4、出现下图：点击B（Y），再点击<->Y，使B（Y）成为Y轴数据。然后在“set X values”中输入起始值和步长。 5、点击OK，得到下图：

6、利用ORIGIN提供的工具可以方便的进行平滑、位移。 A.位移： 1）如图：选择analysis→translate→vertical或horizontal可以进行水平或垂直方向的位移。我们以水平位移为例进行讲解。 2）在图中双击峰顶，如图示（小窗口给出的是此点的X，Y值） 3）然后在图中单击其他位置找到合适的X值（小窗口给出的是红十字的X，Y值） 4）双击红十字的位置，峰顶就会位移到此处：

位移可以反复多次的进行，垂直方向的位移和水平方向的一样。 B、平滑 1）如图选择： 2）出现下面的小窗口

3）点击settings出现下面的界面（如果想用平滑后的代替原始的，选择”replace original”,如果想重新做图选”add to worksheet”，下面的数值不用改变） 4）点击operation,选择savizky-golay进行平滑。得到下图： 二、剖面分析数据处理： 1、用写字板打开ASC码文件，选取所需要的元素 元素名称 剖面分析中的CYCLE 数 起始值及步长 Y轴数据

γ能谱的数据处理

能谱的数据处理 由多道脉冲分析器获取的谱数据需要以一定的数学方法进行处理才能得到实验要求的最终结果。能谱的数据处理大致可以分为两个步骤。首先进行峰分析，即由能谱数据中找到全部有意义的峰，并计算出扣除本底之后每个峰的净面积。第二步是放射性核素的活度或样品中元素浓度的计算，即由峰位所对应的能量识别出被测样品中含有哪些放射性核素或被激发的元素，并且由峰的净面积计算出放射性核素的活度或元素在样品中的浓度。 采用不同的物理实验方法，使用不同的探测器时，能谱的数据处理方法也有所不同。在本章中首先讨论在各种能谱数据处理中经常用到的峰分析方法，包括谱数据的平滑处理，本底扣除、寻峰、峰净面积计算和函数拟合法解谱。然后，以γ谱分析为例，讨论基于计算机的多道脉冲分析系统中的谱自动分析软件的工作原理。 第一节 常用的峰分析方法 一、谱数据的平滑处理 由于射线和探测器中固有的统计涨落、电子学系统的噪声的影响，谱数据有很大的统计涨落。在每道计数较少时，相对统计涨落更大。谱数据的涨落将会使谱数据处理产生误差。其主要表现为在寻峰过程中丢失弱峰或出现假峰、峰净面积计算的误差加大等等。谱数据的平滑就是以一定的数学方法对谱数据进行处理，减少谱数据中的统计涨落，但平滑之后的谱曲线应尽可能地保留平滑前谱曲线中有意义的特征，峰的形状和峰的净面积不应产生很大的变化。 对谱数据进行平滑处理通常使用数字滤波器。由信号分析理论的观点出发，我们可以把原始谱数据看成是噪声（即谱数据中的统计涨落）和信号（即峰函数和本底函数）的叠加。经过数字滤波器的处理可以提高信号噪声比。如图5-1-1所示，令第x 道的原始谱数据为y (x )，经过数字滤波之后的谱数据为 λλ-λ=?+∞ ∞-d x y g x y )()()( (5.1.1) 其中，)(λg 为数字滤波器的单位冲击响应函数，并有 1)(=λλ?+∞ ∞-d g (5.1.2) 图5-1-1 用数字滤波器进行谱的平滑处理 由于谱数据是离散量，公式（5.1.1）、（5.1.2）的离散量表达形式为 ∑+-=+=K K j j m j m y g y (5.1.3) y(λ) Y(x ) Y(x )