研究进展:结合能-X射线光电子能谱XPS | Nature Reviews Materials

文摘   2024-11-14 00:02   北京  
X射线光电子能谱进行化学分析时,结合能Binding energy (BE)基准的可靠性,是至关重要的。(小注:结合能是指单个核子结合成原子核所放出的能量,也可以说成把原子核分成单个核子需要吸收的能量)

尽管对于金属样品是直接的,但是对于绝缘体来说,没有通用的解决方案,其中在光电发射期间,正电荷的积累,导致核能级core-level峰结合能BE的不受控制变化。当这些峰用于评估化学键时,由充电引起的位移,导致光谱解释的问题,并导致相同化学状态所报告的结合能BE值中,不可接受的大范围。通常不清楚哪种基准方法应适用于哪种样本类型,以及哪种基准方法应被省略。

近日,瑞典 林雪平大学(Linköping University)Grzegorz Greczynski & Lars Hultman,在Nature Reviews Materials上发表评述文章,回顾了结合能BE基准相关的基本概念和关键实验。讨论了光谱仪有/无电接触的导电和绝缘样品能量图和适当基准水平,并且定义了最终电荷基准方法的标准,以评估常见的基准技术。

最流行的一种方法,即基于外源碳adventitious carbon (AdC)方法,却是最不可靠的。特别是,由于真空水平,在外源碳AdC–样品界面处对齐,因此外源碳AdC的基准C1s峰值的结合能BE,不是恒定的,而是随样品功函数而变化。为了纠正这种情况,建议进行简单的对照实验,以驳斥C1s峰具有常数结合能BE的观点。

还利用能量图的框架,解释了在最常见的实验配置中进行测量时,外源碳AdC-样品界面的真空水平对齐结果。最后,提出了提高化学分析可靠性的想法,以促进新基准标准的发展。

Binding energy referencing in X-ray photoelectron spectroscopy.

X射线光电子能谱中的结合能基准


图1: 样品-光谱仪界面的能级排列。

图2:在绝缘体上,X射线光电子能谱期间能级排列性质的关键实验。

图3: 常见电荷基准方法的问题。

图4: 外源碳adventitious carbon (AdC)-样品界面处,真空级vacuum level,VL对齐的结果,用于与地面隔离的样品测量。

图5: X射线光电子能谱2.0。

文献链接

Greczynski, G., Hultman, L. Binding energy referencing in X-ray photoelectron spectroscopy. Nat Rev Mater (2024). 

https://doi.org/10.1038/s41578-024-00743-5

https://www.nature.com/articles/s41578-024-00743-5

本文译自Nature。

来源:今日新材料

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