X射線光電子能譜儀的能量掃描方式與分辨率和靈敏度關系

X射線光電子能譜儀的能量掃描方式與分辨率和靈敏度關系
在固定儀器條件下，分析器調(diào)定的通過能量E0 愈小，對譜峰的展寬貢獻△E1/2（分析器）愈小，因此較高動能的光電子進入分析器前，最好予先減速。減速有兩種方式：一種是固定分析器能量（CAE 或FAT ) ，不同動能的光電子經(jīng)不同的減速場作用，最后分別減速為一定的動能E0 進入分析器；另一種是固定減速比（CRR 或FRR），不同動能的光電子經(jīng)不同的減速場作用，使減速前動能E K″（下圖）與減速后進入分析器能量E0之比k=EK″/E0為一常數(shù)。后者與前者相比，除了都有減速場能量掃描，還必須多一個分析器能量掃描與之同步配合。

　　在CAE 能量掃描方式中，從分辨率考慮，△E1/2（分析器）為一常數(shù)，選擇的E0愈大，則△E1/2（分析器）愈大；從靈敏度考慮，選擇的E0愈大及減速前光電子動能愈小，則靈敏度愈大（即不需要大的減速場）。在CRR 能量掃描方式中，從分辨率考慮，△E1/2（分析器）/ E0為一常數(shù)，選擇的k 愈大，則E0及相應△E1/2（分析器）愈�。粡撵`敏度考慮，選擇k 愈小及減速前光電子動能愈大（即大的E0= E K″/k），則靈敏度愈大。
　　對于XPS，一般采用CAE 掃描方式。XPS的譜峰比較窄，峰形包含豐富的化學信息，采用CAE 掃描方式，分析器外加激發(fā)源對全譜圖每個峰的分辨率貢獻都是一樣的，并且可以通過選擇不同的E0，控制譜峰分辨率。然而缺點是低動能端非彈性散射電子和二次電子形成的高背景由于靈敏度大，進一步受到夸大，另外如果對分析器透鏡沒有特殊考慮時，有時不同動能的光電子，因施加的減速場不同，從而取樣面積隨光電子動能的不同而改變。
　　對于AES ，一般采用CRR 掃描方式。俄歇譜峰涉及三個電子能級，譜峰本來就很寬，高達幾個電子伏特，特別是AES 處于高空間分辨率情況，小電子束斑的束流很低，為了保證足夠靈敏度，更是在低分辨率情況下工作，這樣△E1/2（分析器）的變化與本來就很寬的峰相比并不關鍵，另外俄歇電子能譜以電子槍為激發(fā)源時，希望利用上述CRR 的靈敏度規(guī)律對其大量低能非彈性散射電子形成高背景有壓低作用，使整個譜圖平緩。然而在這種掃描方式中，不同動能的俄歇電子入射到檢測器的E0不固定，造成檢測器增益不為常數(shù)，使俄歇峰強度隨俄歇電子動能的不同，呈現(xiàn)未知的變化