X射線光電子能譜技術(XPS)是電子材料與元器件顯微分析中的一種先進分析技術,以X射線為激發光源的光電子能譜,簡稱XPS或ESCA。XPS不但為化學研究提供分子結構和原子價態方面的信息,還能為電子材料研究提供各種化合物的元素組成和含量、 化學狀態、分子結構、化學鍵方面的信息。
X射線光子的能量在1000~1500 ev之間,不僅可使分子的價電子電離而且也可以把內層電子激發出來,內層電子的能級受分子環境的影響很小。同一原子的內層電子結合能在不同分子中相差很小,故它是特征的。光子入射到固體表面激發出光電子,利用能量分析器對光電子進行分析的實驗技術稱為光電子能譜。
XPS的原理是用X射線去輻射樣品,使原子或分子的內層電子或價電子受激發射出來。被光子激發出來的電子稱為光電子。可以測量光電子的能量,以光電子的動能/束縛能(binding energy,Eb=hv光能量-Ek動能-w功函數)為橫坐標,相對強度(脈沖/s)為縱坐標可做出光電子能譜圖。從而獲得試樣有關信息。X射線光電子能譜因對化學分析最有用,因此被稱為化學分析用電子能譜(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)。
元素分析儀,是指同時或單獨實現樣品中幾種元素的分析的儀器。
元素分析儀工作原理是在復合催化劑的作用下,樣品經高溫氧化燃燒生成氮氣、氮的氧化物、二氧化碳、二氧化硫和水,并在載氣的推動下,進入分離檢測單元。在吸附柱將非氮元素的化合物吸附保留后,氮的氧化物經還原成氮氣后被檢測器測定。其他元素的氧化物再經吸附-脫附柱的吸附解析作用,按照C、H、S的順序被分離測定。樣品中氟、磷酸鹽或大的重金屬物質的存在會對分析結果產生負效應,而強酸、堿或能引起爆炸性氣體的物質禁止使用元素分析儀進行測定。由于土壤樣品礦物質成分、晶型結構比較復雜,為保證測定結果的準確性和穩定性,在使用元素分析儀時樣品顆粒必須充分均勻。