仪器网（yiqi.com）欢迎您！

在“光电子能谱仪器结构与功能特点”的课程中，小伙伴们随堂提出的问题，在此可以找到答案。希望这些答案能让你更好的学习和使用XPS，同时也别忘了给我们多多转发哟~

1.问：老师，收集电子与电子之间的动能也不一样把？

答：是的，所有不同的KE电子都将进入输入透镜，从而进入分析仪。但是只有选定的KEZ终会到达检测器。

2.问：输入透镜会改变电子的速度吗？

答：是。 分析仪有两种工作模式。在FAT模式（固定分析器能量传输）下，进入输入透镜的检测电子将“减速”（所谓的延迟）。 但是Z终的概念是相同的，只有所选择的特定能量电子Z终将到达检测器。

3.问：透镜巨电子的原理可以再讲讲吗？

答：仪器真空中大部份外形就像是一块甜甜圈形状的导体。 在透镜上施加负电压，从而将收集的电子排斥回透镜的ZX路径或我们希望它们飞行的光路。

4.问：样品不导电时就要进行电子补充来中和吗？导电答：性非常好的样品接地了，就不需要中和吧？

答：是, 半导体或绝缘体必须关双束中和。 否则，就像我们解释的那样，样品上在XPS激发电子(负)离开时会对样品本身累积正电荷，没有双束中和的话XPS结果光谱就会出现峰位移动或峰形状变化。

导电样品可以说是没必要开中和。 但是，如果不确定，建议您启用双光束中和功能，因为它会自动运行。

5.问：测试时添加偏压可以消除电荷吗？效果怎样？原位XPS对于普通样能测吗？可以通气？

答：荷电的原因是由于样品导电性不好, 因此给本身导电性就不好的样本施加偏压不会有“中和”效果. 也没有帮助。 通常，在样品上施加偏压是出于其他目的，例如在UPS中，以使KE = 0的能位出现。

对于XPS，只要可以抽真空，基本上可以测试任何固体样品。

通气的话, 如讲堂中提到XPSdiyi个要求是超高真空。 因此，对于任何XPS系统而言，实际上都是不可能原位通气的。 但是，有一种称为NAPXPS的技术，它允许在分析条件下进行气体反应。 但这是一种不同的技术。

6.问：离子刻蚀的速度大概有多快呢？大概时怎么样一个量级呢？例子里刻蚀60A大概要多久？

答：对于单原子氩离子枪，束能量高达5kV。 它的速度可以高达数百纳米/分钟。

对于氩团簇离子源，对于有机材料刻蚀的效率特别高。 刻蚀速度也可以超过几百纳米/分钟。

7.问：可以在溅射中进行刻蚀深度的表征吗？刻蚀样品时，刻蚀深度可以实时得到吗？怎样知道一个刻蚀过程的深度呢？

答：不可以。XPS系统的基本功能是XPS。 离子溅射源都是附加功能，它可以简单地进行刻蚀。 不可能真正知道被刻蚀的实际深度。 通常，仪器会使用一些标准样品来校准刻蚀速率。 例如，我们可以在Si上使用100nm的SiO2薄膜进行刻蚀深度分析，以了解将氧刻蚀完需要多长时间,就可以知道大约的刻蚀速率。

但是，现实生活中的样品肯定不会总是SiO2。 因此，写论文的一种非常普遍的方法是，会加上一句如“在SiO2上的溅射速率为XXX nm / min”作为参考。

如果Z终真的想知道溅射深度的厚度，那么另一种方法是他们可以在深度分析之后取出样品，然后通过表面轮廓仪（如AFM或Alpha step等）测试刻蚀坑深度。

8、问：请问老师样品台和样品之间的双面胶有什么要求吗？为什么？

答：在大部份的例子中，Z好做用导电性好，黏性适中, 且对超高真空更适合(干净且脱气少)的双面胶。例如双面铜胶就会比碳胶好.

9、问：请问微区XPS需要什么额外配件么？是什么型号的呢？还有就是微区找样的原理和步骤能说明一下么？因为实际找样过程中，十分难找。

答：PHI XPS 定位非常方便，特别是微区。其他设备可能在定位时只使用光学镜头定位，其问题是光学看的一不一定就在X射线或分析器的光路上（特别如果是在百微米以下时）。在PHI设备在扫描聚焦X射线快速成像下，成的像就是从X射线源产生，因此可确保位置百分bai准确，可以参考下图如何在一两分钟完成准确定位。

10、问：想请问老师半导体薄膜和金属薄膜利用ups计算功函时有什么区别？利用谱图计算时候，都要结合右边的费米边计算吗？半导体薄膜是否可以测试出费米边，测不出怎么计算？

答：首先要注意的是样品制备。 在UPS中，当我们要计算功函数或电离势能时，我们知道需要对样本施加偏压，以使KE = 0起始边可以在谱图数据中显示。 当中，金属样品的实验非常简单，因为它们是导体。 同样，对于金属（导体），基本上我们可以预期费米边将处于结合能= 0eV的位置（正确来说导体不存在HOMO或LUMO的概念，但由于以下会讨论和半导体做比较，或者暂时可以想象导体的HOMO / LUMO / Fermi能级都在同一能级）。因此，整个功函数计算可以变得非常简单，（请参见下图）。

但是，对于半导体薄膜，diyi个重要的因素是如何提高样品导电性。 因此，根据我们有关样品制备的网络课程，可以尝试使用压制Mask固定样品或减少薄膜的厚度。 通常根据我们的经验，如果我们能够使样品表面对样品托（地）的表面电阻在kohm范围内（当然要尽可能小）的話，那么该实验就有可能可以成功。 在这种情况下，所有结果取决于谱图的实际结果。 对于半导体，我们需要左侧（KE = 0）和右侧（费米边缘和HOMO）来计算功函数和电离势能（请参见下图）。 如果无法显示边缘之一，则很可能表明您的样品导电性仍然比较差，无法进行此实验。 这时候唯yi可以做的就是回到“通过样品制备来不断提高样品导电性”这一点。

11、    请问对于图谱数据分析价带导带和费米能级位置时，有没有什么标准

为了确定E0（onset），E-fermi，E-HOMO，E-LUMO的位置，Z常见的方法是通过用直线绘制上升和下降边，然后将其交叉点定义为其能位，或者使用中点法，在 费米边定义费米能级。 请参见下面的示例。

如果喜欢我们的课程，记得分享到朋友圈哟~

期待已久的“光电子能谱仪器功能结构及功能特点”课程的知识要点来啦，知识要点和视频回放更配哦，让我们一起共享^_^

本周网络讲堂课程内容ZD为：MultiPak软件数据处理，有兴趣参加的小伙伴扫描下方二维码，让我们PHI小助手拉你入群，更多精彩，等你参与O(∩_∩)O哈~

Q：如果样品本身导电呢？是样品和样品托底座之间绝缘？

A：样品本身必须导电，否则很难做俄歇测试，而在HERO模式时，样品并不是接地而是要和样品托外侧绝缘。

Q：调制的电压连续变化吗？

A：测试精细谱时，调制电压不变，仪器在测试一个固定的峰位。

Q：xps里选配的auger是用的什么分析器？

A：半球型（SCA型）。

Q：是样品和样品托底座之间绝缘？XPS选配auger用的是SCA？

A：样品和底座要导电接触。XPS选配auger半球型（SCA型）。

Q：高分辨测量的时候，调制电压是连续变化的，还是对某一范围能量电子用一个调制电压？

A：测试精细谱时，调制电压不变，仪器在测试一个固定的峰位。

Q：HERO分辨率Z高多少？

A：是0.1% 。

Q：SCA分析器实现高能量分辨是通过什么？

A：在FAT（固定通过能）模式下0.5eV,而在俄歇分析模式下（FRR）也是0.1% 。

Q：cma的mcp是装在什么部位？

A：如下图Multi-Channel Detector 的位置。

Q：pass energy 是什么？

A：pass energy是能量分析器允许电子通过时所具备的动能（Kinetic Energy）

如果喜欢我们的课程请分享至朋友圈哦

今天下午三点

AES样品制备、数据采集及处理

就等你啦！

1.问：如果样品本身导电呢？是样品和样品托底座之间绝缘？

回复：样品本身必须导电，否则很难做俄歇测试，而再HERO模式时，样品并不是接地而是要和样品托外侧绝缘。

1.问：如果样品本身导电呢？是样品和样品托底座之间绝缘？

回复：样品本身必须导电，否则很难做俄歇测试，而再HERO模式时，样品并不是接地而是要和样品托外侧绝缘。

9.问：pass energy 是什么？

回复： pass energy是能量分析器允许电子通过时所具备的动能（Kinetic Energy）

对课程感兴趣的小伙伴请扫描下方二维码，

PHI小助手将会拉您入微信群，快来一起玩耍吧~

问题1：膜厚大于6nm，XPS能检测到吗？

解答：XPS是表面分析技术，通常检测深度定义为对应出射光电子动能在相应材料中的非弹性平均自由程（λ）的3倍。 XPS的探测深度也取决于所测试的材料，对于金箔样品的探测深度大约是5 nm，而对Si样品的探测深度大约为9 nm。XPS对于具体材料的探测深度可以通过查询IMFP数据，根据3λ估算探测深度。

问题2：俄歇谱图中LMM是什么意思？

解答：俄歇电子是由于原子中的电子被X射线激发后，在退激发过程而产生的次级电子。XPS测试中X射线将在原子壳层中的电子激发成自由电子，会产生电子空穴后而处于激发态。退激发过程中处于高能级的电子可以跃迁到这一空位同时释放能量，当释放的能量传递到另一层的一个电子，这个电子就可以脱离原子出射成为俄歇电子。对于LMM俄歇电子如图所示：原子中一个L层电子被入射X射线激发成自由电子后，M层的一个电子跃迁入L层填补空位，此时多余的能量被另一个M层电子吸收产生二次电子，相应的俄歇电子标记为LMM。

问题3：功函数的应用是啥？

解答：功函数的定义是费米能级处的电子从样品表面逃逸出来，进入真空成为自由电子所需要克服的势垒，通常也称作逸出功。功函数是半导体光电器件和光催化等领域中非常重要的参数，与器件/材料的性能密切相关，

问题4：Mapping采谱时间？

解答：Mapping谱图是由多个像素点组成，每个像素点都包含一张谱图，例如本次讲解的Mapping谱图是由256x256个像素点组成，共计65K个像素点。在本次测试中，能量分析器采用128通道非扫描模式进行采集Mapping谱图，对于含量较高的C/O/F元素谱图，采集时间分别为8分钟，而对于含量较低的S/Pt元素谱图，采集时间分别为16分钟。一个质量较好的Mapping谱图的采集时长会有多个因素影响，包括采集元素的类别/含量、X射线光斑尺寸/功率和Frame次数等参数，在采谱参数设定好后，Smartsoft软件会给出预估时间。

问题5.怎么把拟合结果应用到谱图里面？用的什么软件？

解答：Mapping谱图由多个像素点组成，每个像素点都包含一张谱图，通过MultiPak软件可回溯分析特定元素成像中每个像素点所对应的化学态谱图，对于谱图拟合可以通过多种分析方法进行拟合，包括常用的Curve fitting、LLS方法和TFA方法，在第三节数据处理的课程中会有相关内容的详细讲解，请关注。

问题6. 这个系统学习是在分析化学吗？

解答：有些学校的分析化学课程可能会涉及部分表面分析技术。目前很多高校开设的课程，如材料分析、波谱能谱分析和仪器分析等课程可能包含有关XPS的内容。另外，有很多参考书籍也有XPS内容，可以自行学习。

问题7. 我之前看资料，说费米能级在0 eV，这是因为校准过吗？

解答：在本次课程中所展示的金的UPS谱图是施加-9V偏压后测试所得到的，所以在偏压的作用下，整个UPS谱图会有相应的偏移，如果对偏压进行校准，费米能级会校准到结合能为0 eV处。

问题8：第20页PPT，X-ray作用深度可达um级别，但Z终检测nm级别，为什么呢？由于网络问题，这中间的介绍没听到～

解答：XPS是基于光电效应的一种表面分析技术，其中X-ray激发原子中的芯能级电子，可以通过检测出射的光电子得到XPS谱图。对于软X射线，其在固体中的穿透深度可以达到um级别，但是出射电子受限于较小的非弹性平均自由程，通常只有表面10nm以内光电子会在没有能量损失的情况下而被检测到，所以XPS是一种表面灵敏的分析技术。

问题9：第56页PPT，UPS测试的功函数计算，按公式应该是5.31，为什么是4.14？

解答：在本例测试中，样品是半导体材料，计算得到的5.31eV对应于电离势，4.14 eV对应于功函数，具体计算公式如下：

问题10：刻蚀后，计算膜厚的公式是固定的么？

解答：在通过刻蚀进行的深度分析中，膜厚是一个比较复杂的问题。通常会采用标准样品如SiO2对仪器刻蚀所用的离子枪标定刻蚀速率，有时会用刻蚀速率乘以刻蚀时间进行计算刻蚀深度。但是刻蚀实验中的材料的组分非常复杂，即使同样的刻蚀参数，实际的刻蚀速率会有很大的差别，所以通常的深度分析会更加关注随刻蚀深度增加，元素组分/化学态的变化趋势。刻蚀后的实际膜厚测量也可以采用表面轮廓仪或AFM设备，通过测量溅射刻蚀坑得到相对真实的溅射速率，然后校准厚度值。

小伙伴们，上一篇的知识点总结，大家都认真看完了吗？(～￣▽￣)～

大家提出的问题，老师都一一解答，快来跟我去一探究竟吧！

明天（3月3日）下午三点继续解锁新课程“数据处理：数据处理原则和MultiPak软件功能概述”，如果喜欢我们的课程，欢迎朋友圈分享哦￣ω￣=

       在2020年2月15日发布的“PHI CHINA 表面分析技术网络讲堂之光电子能谱ZT（4）”后，陆续收到老师们的反馈，其中有老师就第三课"俄歇峰和振激峰有什么区别"的解答部分给出了一些专业的建议，指出了我们理论上的不足之处。PHI CHINA秉持科学严谨的态度，特此为该问题的解答做出更正。更正如下：

Q:俄歇峰和振激峰有什么区别吗？

A：

（1） Shake-up/Shake-off震激/震离峰

       在光电发射中，由于内壳层形成空位，原子ZX电位发生突然变化将引起价带层电子的跃迁。

       如图1所示：

       震激：价带电子向未占有电子轨道跃迁（也就是向导带跃迁）

       震离：价带电子向真空能级跃迁，变成自由电子，造成的能量消耗和损失（对应的光电子能量下降，结合能在高位），但震离不明显（需要损失更高能量才能发生）；

       通常过渡金属氧化物、稀土元素都有比较特征的震激谱峰，对研究分子结构有价值。

图1 Shake-up lines震激峰产生原理

（二价氯化铜、聚苯乙烯、氧化铜、硫酸铜的震激峰）

图2 震激峰示例

（二价氯化铜、聚苯乙烯、氧化铜、硫酸铜的震激峰）

（2）俄歇峰产生的原理：

       在光子激发原子产生光电子后，其原子变成激发态离子。激发态离子是不稳定的，会产生退激发（能量驰豫）。光电子出射后产生电子空穴，外层电子向空穴跃迁填补空穴会释放能量，此能量被次外层电子获得，就可以克服轨道的束缚逃逸出去，那这个逃逸出去的电子就是俄歇电子（如图3）。在多种退激发过程中，Z常见的就是俄歇电子的跃迁，因此在XPS图谱中必然有俄歇谱峰（如图4）。

       其原理与电子束激发的俄歇谱相同，仅是激发源不同。

图3 俄歇电子产生的原理

图4 XPS图谱中的俄歇谱峰：Cu全谱中的CuLMM俄歇谱峰

感谢老师们的反馈，也希望今后能继续关注与支持PHI CHINA,我们相互学习、共同探讨与提高。

三气培养箱 结构特点：

§大屏真彩触摸屏电脑控制型三气培养箱，能准确直观地控制培养箱温度和气体浓度，以解决现有技术中无法实现人机互动和无法提供清晰的数据图像显示及参数配置界面的技术问题，具有安全可靠、简洁直观、操作便捷的特点。

采用气套式结构，工作室采用上等不锈钢板制作并设有风道，装有风机形成强制对流，提高了箱内温度均匀性co2，O2浓度的均衡性。

箱门打开时，自动关闭风机（关闭CO2、氮气进气阀）并停止加热，减少空气的进入而造成的污染。

温度控制采用微机数据分析及智能PID控制，精度高、抗干扰能力强，并采用三探头分别控制箱温及门温，使工作室温度准确度高波动小。

轻触式调节开关，轻便灵活，显示及设动的参数均采用数字显示各工作状态均有LED指示

具有超温断气等多中保护功能，确保设备安全运行。

采用无菌气体过滤装置和紫外线灭jun灯，以减少污染。

自然蒸发加湿，使工作室保持较好的温度。

O2检查采用进口的红外波导z利及镀金探头，确保测量数据的准确性，工作室内O2浓度可在0~20%范围内任意设定，其控制采用微机数据分析智能PID控制，并有超浓度、浓度上升过慢及断气报警，02检测采用进口探头，确保测量数据的准确性，室内O2浓度可在1~25%范围内任意设定，其控制采用微机数据分析及智能PID控制，并设有超浓度、浓度上升过慢及断气报警。

　　袜子拉伸试验仪用于测定长筒袜、泳装、连裤袜、腹带、针织裤的直向延伸值和横向延伸值，以检测其延伸性能。

　　主要特点：

　　仪器内置等速拉伸测试模式，定拉力拉伸测试模式，满足定伸长力，定伸长率，定力定时拉伸率等不同的测试要求，系统内置定力伸长，定伸长力，弹性回复，塑性形变等测试选项，方便用户自行选择测试方法。

　　符合标准：

　　FZ/T 70006、FZ/T 73001、FZ/T 73011、FZ/T 73013、FZ/T 73029、FZ/T 73030

　　主要参数：

　　1.拉伸速度：20mm/s-250mm/s无极可调；

　　2.测试动程：100-3000mm;(可定制增加至3400mm)；

　　3.额定拉力，0.1N-200N范围内可调，测试拉伸力可根据实际测试需求设置；

　　4.侧置液晶控制器，预先设置拉伸速度，额定拉力，拉伸保持时间等测试条件参数，实时显示测试测试结果；

　　5.配置预加张力砝码，手动夹具；

　　6.测试完成可输出试样伸长率；

　　7.结构尺寸：1000mm╳700mm╳3500mm；

　　8.重量：120kg。

　　结构特点：

　　1、控制面板位置约100cm高，符合人体工学和实际使用需求，操作方便;

　　2、垂直拉伸结构，方便试样安装及测试;

　　3、纵向垂直结构，横向占用空间小;

　　4、西门子PLC控制系统，控制精准，稳定可靠.