紫外光电子能谱UPS课件.ppt

1、紫外光电子能谱（紫外光电子能谱（UPS）-Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy一、紫外光电子能谱的基本原理一、紫外光电子能谱的基本原理基本原理就是光电效应：基本原理就是光电效应：紫外光 外层价电子自由光电子（激发态分子离子）原子的反冲能量原子的反冲能量EMmra122*电子结合能电子结合能电子动能电子动能能量关系可表示：能量关系可表示：rkbEEEhv光电子能谱仪的方框图 二、二、电子能谱分析仪电子能谱分析仪 electron spectroscopy紫外光电子能谱分析仪实物图激发源试样装置电子能量分析器检测器计算机 多功能电子能谱示意图1、紫外光源、紫

2、外光源 紫外光电子能谱仪中使用的高强度单色紫外线源常用稀有气体的放电共振灯提供。UPS中的中的He I气体放电灯示意图气体放电灯示意图2.电子能量分析器(1)半球型电子能量分析器半球型电子能量分析器 改变两球面间的电位差，不同能量的电子依次通过分析器；分辨率高；(2)筒镜式电子能量分析器筒镜式电子能量分析器 （CMA)同轴圆筒，外筒接负压、内筒接地，两筒之间形成静电场；灵敏度高、分辨率低；二级串联；3.检测器 产生的光电流：10-310-9；电子倍增器作为检测器；单通道电子倍增器；多通道电子倍增器；4.真空系统 光源、样品室、电子能量分析器、检测器都必须在高真空条件下工作；真空度：1.3310

3、-6 Pa。三、紫外光电子能谱的应用三、紫外光电子能谱的应用l由于光源能量较低，线宽较窄（约为由于光源能量较低，线宽较窄（约为0.01eV),只能使原子的外层价电子、价带电子电离，并只能使原子的外层价电子、价带电子电离，并可分辨出分子的振动能级可分辨出分子的振动能级,因此被广泛地用来因此被广泛地用来研究气体样品的价电子和精细结构以及固体样研究气体样品的价电子和精细结构以及固体样品表面的原子、电子结构。品表面的原子、电子结构。四、实例与图谱分析四、实例与图谱分析谱带形状与轨道的键合性质I：非键或弱键轨道电子电离跃迁II、III：成键或反键轨道电子电离跃迁；IV：非常强的成键或反键轨道电子电离跃迁

4、；V：振动谱叠加在离子的连续谱上；VI：组合谱带；苯在苯在Ni(111)Ni(111)上的上的UPSUPS谱谱横坐标为分子的电离能横坐标为分子的电离能I In n 或或光电子动能光电子动能nnIhvE紫外光电子谱图的形状取紫外光电子谱图的形状取决于电离后离子的状态。决于电离后离子的状态。气体分子有明显气体分子有明显的振动精细结构的振动精细结构凝聚分子的谱带明显增宽，并失去精细结构化学吸附后，化学吸附后，带发生了位移带发生了位移例一、苯在例一、苯在Ni(111)上的上的UPS谱谱例二、和Si样品有关的一些UPS谱Si单晶的UPS谱（Vb=-27V）-SiC单晶的UPS谱（Vb=-27 V）6H-SiC单晶的UPS谱（Vb=-27 V）离子束合成的-SiC样品的UPS谱（Vb=-27 V）Thank you!