现代X光电子能谱仪简介

　　X光电子能谱分析技术已成为表面分析中的常规分析技术，在催化化学、新材料研制、微电子、陶瓷材料等方面得到了广泛的应用。在我国电子能谱也已经得到了广泛的应用。

　　自从上世纪五十年代至今，电子能谱仪已经发展了半个多世纪，其功能得到了完善和扩充，性能得到了很大的提高，仪器的维护使用和自动化程度也得到了很大的提高[1-4]。对于一些电子能谱仪的基本结构单元、性能等在普通的电子能谱书籍中可以查阅到[5,6]，此处不再赘述，本文将着重介绍现代X光电子能谱仪结构和特点。

　　一、现代 X 光电子能谱仪结构

　　一般电子能谱仪包括有：激发源，电子能量分析器，电子倍增器，微电子线路控制，计算机软件数据系统，真空系统，分析室，样品制备室以及样品制备装置等等，现代电子能谱仪在此基础上作了很大的改进[7]。

　　1.单色化X射线源

　　目前主要使用的是AlKα射线单色源，它由Al靶X射线源和石英晶体组成。Al靶激发的X射线(1486.6eV)经过石英晶体发生布拉格衍射使Al的X射线单色化。为了增加照射样品的X光强度，提高灵敏度和实现小束斑XPS分析，不同的仪器厂家采用不同的方法。第一种方法是微聚焦单色化，聚焦电子束轰击在阳极靶某位置处，产生的X光经过凹面石英晶体布拉格反射后聚焦照射到样品上，凹面石英晶体的反射使得X射线聚焦成一个束斑，提高了X光照射到样品上的功率密度。在此方法中阳极靶、石英晶体和样品位于同一罗兰圆上。另一种方法采用光阑遮挡X光束或采样区域(即限定X光源方法或限定光电子发射面积方法)，同时为了增加灵敏度，必须提高X光枪的功率。

　　仪器用户还可以根据需要选配经济实用的常规双阳极靶(Mg/Al)，对于一些简单的XPS分析，双阳极很方便实用，如在XPS分析中常出现光电子峰和俄歇峰互相干扰时，利用双阳极能有效地进行分析。用户还可根据需要选用其它X射线源，如AgLα(2984.3eV)，TiKα(4510eV)，CrKβ(5946.7eV)。

　　一般双阳极的X光枪正常使用功率为200W。单阳极X光枪的功率可达到450W，而聚焦X射线单色源只需几十瓦。

　　2.电子能量分析器

　　对于XPS仪器目前一般采用静电半球型(HSA)能量分析器。只有一些俄歇能谱仪为了提高灵敏度仍采用筒镜型(CMA)能量分析器。还有一些仪器采用球镜能量分析器(SMA)。在一些低档的电子能谱仪中采用高通/低通滤波器(Hi/Low filter)。HSA能量分析器具有较好的能量分辨率，与传输透镜组合可实现固定分析器能量(CAE或FAT，常用于XPS分析中) 和固定减速比(CRR或FRR，常用于AES分析中)两工作模式。现在大部分电子能谱仪一般采用HSA分析器。使用HSA分析器还有一个好处，在成像XPS(iXPS)中，HSA为电子光学成像中一个透镜。