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随着对高性能材料的需求日益增长,表面工艺的重要性也随之增加。材料表面是外部环境和材料发生相互作用的位置,将会对多方面产生影响,如腐蚀率、催化活性、粘性、润湿性、接触电位和失效机制等。

可通过表面改性来改变或改善这些特性;可通过表面分析来了解表面化学信息、研究表面工艺的效果。从不粘炊具涂层到薄膜电子和生物活性表面,X 射线光电子能谱是进行表面表征的标准工具之一。

X 射线光电子能谱 (XPS) 也称为用于化学分析的电子能谱 (ESCA),是一种用于分析材料表面化学的技术。XPS 可以测试得到材料表面元素组成及化学态信息。

X射线光电子能谱(XPS)表面分析的动画

通过使用一束 X 射线照射固体表面并测量从材料表面 1-10 nm 发射的电子的动能来获得 XPS 谱图。通过对一定动能范围中出射的电子进行计数,记录光电子谱图。通过光电子峰的能量和强度实现对样品表面所有元素(氢除外)鉴定和相对定量。

表面表征

表面表示一种相与另一种相之间的不连续性;因此表面的物理和化学性质与材料体相不同。由于表面原子并不能在所有方向上被原子围绕,这些差异在很大程度上影响材料的最表面原子层。表面原子比体相原子更活泼,有可能成键。

可以用X射线光电子能谱(XPS)表面分析法分析的表面层示意图
表面层定义为大约 3 个原子层厚度(~1 nm),根据不同材料,表面层厚度不同。厚度不超过约 10 nm 的表面层为超薄层薄膜,不超过约 1 μm 的为薄膜。其余被称为材料体相。但是,这一术语并非明确定义,且各种层类型之间的差异取决于材料及其应用。

一台仪器,XPS多技术联用

当您查看样品时,您想知道哪项分析技术能为您提供所需的所有相关信息吗?您得到的答案是否通常为,没有一种技术能为您提供所需的所有相关信息?为了全面了解材料,您需要使用多种技术对其进行分析。当您使用一台仪器,多技术联用时,您可以结合 XPS、ISS、REELS、UPS 和拉曼等多种技术来更好地研究样品特性。了解如何实现快速实现全面的表面分析。

了解更多表面分析技术



X射线光电子能谱分析表面特性

表面分析可被用于了解以下任一领域:

  • 腐蚀
  • 焊接
  • 疲劳
  • 晶界偏析
  • 玻璃
  • 涂层
  • 电机/航空电子设备
  • 润滑
  • 腐蚀
  • 氧化
  • 疲劳/失效
  • 纤维复合材料
  • 粘合剂
  • 半导体/微电子器件
  • 微电路
  • 超薄膜
  • 钎焊
  • 清洁
  • 薄膜稳定性
  • 阻挡层
  • 润滑
  • 化工行业
  • 塑料/涂层
  • 催化剂
  • 纤维
  • 金属/钢铁工业
用XPS表面分析在原子层发现的信息图
基于材料深度或厚度的共同特性和工艺。

X射线光电子能谱的相关资料

元素周期表

了解我们有关元素特性和 XPS 分析的知识库。

分析功能

探索 XPS 分析技术的多种应用。

 


客户评价 – 使用 XPS 分析解决材料问题

50 years of XPS
Discover how XPS has impacted research over the last 50 years.
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        Professor John Watts goes over how to solve materials problems with XPS.

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        Mr. Palgrave of University College London goes over analyzing solid-state and thin film materials using XPS.


    X射线光电子能谱分析相关资源

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    This webinar will introduce these additional techniques and show how they can be used with XPS to build comprehensive understanding of the surfaces of materials.
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          Depth profiling is a common experiment using XPS surface analysis instrumentation. This presentation explains how a depth profile is set up, the types of equipment available to work with different types of sample, and is illustrated with example anal

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      通过观看网络讲座,您将了解如何使用正确的工具来解读多层数据,例如深度剖析和图像。

      利用 Avantage 软件了解表面化学
      该网络讲座旨在为现有Avantage 软件用户提供培训,同时向对其不熟悉的用户进行科普介绍。

      薄膜的表面分析
      探索一系列针对薄膜涂层分析的应用,包括法医学研究、石墨烯、多层玻璃、涂层织物和光伏系统。

      了解金属表面和氧化物
      XPS 可以提供样品表面最表面纳米级的化学态信息,从而分析钝化涂层、了解催化剂化学性质以及开发生物兼容涂层。

      多技术联用表面分析和样品团簇清洁
      我们展示双模式离子源如何用于多技术联用分析,体现了样品清洁的重要性以及如何进行深度剖析测试。

      使用 XPS 表征聚合物
      本网络讲座涵盖了 X 射线光电子能谱的基础知识,特别强调了如何将其用于聚合物表面分析领域。X 射线光电子能谱是用于材料表面化学分析的一项重要技术。

      视频:通过 XPS技术分析电池和储能材料的表面化学性质

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        采用电子显微镜进行过程控制

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        现代工业需求高通量、质量卓越、通过稳健的工艺控制维持平衡。SEM扫描电镜TEM透射电镜工具结合专用的自动化软件,为过程监控和改进提供了快速、多尺度的信息。

        使用电子显微镜进行质量控制和故障分析

        质量控制和故障分析

        质量控制和保证对于现代工业至关重要。我们提供一系列用于缺陷多尺度和多模式分析的 EM电子显微镜和光谱工具,使您可以为过程控制和改进做出可靠、明智的决策。

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        基础材料研究

        越来越小的规模研究新型材料,以最大限度地控制其物理和化学特性。电子显微镜为研究人员提供了对微米到纳米级各种材料特性的重要见解。

        使用扫描电镜(SEM)进行部件清洁度检测时发现铝矿物颗粒

        组件清洁度检测

        现今比以往任何时候都更需要可靠、高质量的组件。借助扫描电镜,可以实现备件清洁度分析,获得多种分析数据,从而缩短生产周期。


        X射线光电子能谱分析样品


        电池研究

        通过使用 microCT、SEM扫描电镜和TEM透射电镜、拉曼光谱、XPS和数字3D可视化与分析进行多尺度分析、实现电池开发。了解该方法如何提供构建更好电池所需的结构和化学信息。

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        金属研究

        金属的有效生产需要精确控制夹杂物和沉淀物。我们的自动化工具能够执行金属分析需要的各种任务,包括纳米粒计数、EDS元素分析TEM样品制备

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        地质研究

        地质科学依赖于对岩石样品中的特点进行一致、准确的多尺度分析观察。SEM-EDS结合自动化软件,可对岩石学和矿物学研究的纹理和矿物成分进行直接的大规模分析。

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        石油和天然气

        随着对石油和天然气的持续需求,人们一直需要高效、有效地提取烃类。赛默飞世尔科技为各种石油科学应用提供了一系列显微镜和光谱分析解决方案。

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        纳米粒

        在纳米技术领域,材料的性质与宏观技术领域中有本质的不同。为了研究它们,S/TEM仪器可以与能量色散X射线光谱仪结合使用,以获得纳米、甚至亚纳米级的分辨率数据。

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        法医学

        作为法医学调查的一部分,可利用电镜分析和比较犯罪现场证据的痕迹。兼容的样本包括玻璃和油漆碎片、工具标记、药物、爆炸物和GSR(枪弹残留)。

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        催化研究

        催化剂对于大多数现代工业工艺至关重要。其效率取决于催化颗粒的微观组成和形态;EDS电镜是研究这些性质的理想选择。

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        纤维和过滤器

        合成纤维的直径、形态和密度是确定过滤器使用寿命和功能的关键参数。扫描电子显微镜(SEM)是快速轻松地研究这些特性的理想技术。

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        2D 材料

        新型材料研究对低维材料的结构越来越感兴趣。具有探头校正和单色化的STEM扫描透射电镜可用于高分辨率二维材料成像。

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        汽车材料测试

        现代车辆中的每一个部件都是为了安全、效率和性能而设计的。使用电镜和光谱学详细表征汽车材料,可提供关键的工艺决策、产品改进和新材料。

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        Nexsa G2 XPS

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        • 高光谱分辨率
        • 多技术表面分析
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