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先進材料表征方法

1. X射線光電子能譜技術(shù)

X射線光電子能譜技術(shù)（X-ray photoelectron spectroscopy，簡稱XPS）是一種表面分析方法， 使用X射線去輻射樣品，使原子或分子的內(nèi)層電子或價電子受激發(fā)射出來，被光子激發(fā)出來的電子稱為光電子，可以測量光電子的能量和數(shù)量，從而獲得待測物組成。XPS主要應(yīng)用是測定電子的結(jié)合能來鑒定樣品表面的化學(xué)性質(zhì)及組成的分析，其特點在光電子來自表面10nm以內(nèi)，僅帶出表面的化學(xué)信息，具有分析區(qū)域小、分析深度淺和不破壞樣品的特點，廣泛應(yīng)用于金屬、無機材料、催化劑、聚合物、涂層材料礦石等各種材料的研究，以及腐蝕、摩擦、潤滑、粘接、催化、包覆、氧化等過程的研究。

2. X射線光電子能譜分析（XPS）可為客戶解決的產(chǎn)品質(zhì)量問題

（1）當(dāng)產(chǎn)品表面存在微小的異物，而常規(guī)的成分測試方法無法準(zhǔn)確對異物進行定性定量分析，可選擇XPS進行分析，XPS能分析≥10μm直徑的異物成分以及元素價態(tài)，從而確定異物的化學(xué)態(tài)，對失效機理研究提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

（2）當(dāng)產(chǎn)品表面膜層太薄，無法使用常規(guī)測試進行厚度測量，可選擇XPS進行分析，利用XPS的深度濺射功能測試≥20nm膜厚厚度。

（3）當(dāng)產(chǎn)品表面有多層薄膜，需測量各層膜厚及成分，利用D-SIMS能準(zhǔn)確測定各層薄膜厚度及組成成分。

（4）當(dāng)產(chǎn)品的表面存在同種元素多種價態(tài)的物質(zhì)，常規(guī)測試方法不能區(qū)分元素各種價態(tài)所含的比例，可考慮XPS價態(tài)分析，分析出元素各種價態(tài)所含的比例。

3. X射線光電子能譜分析（XPS）注意事項

（1）樣品最大規(guī)格尺寸為1×1×0.5cm，當(dāng)樣品尺寸過大需切割取樣。

（2）取樣的時候避免手和取樣工具接觸到需要測試的位置，取下樣品后使用真空包裝或其他能隔離外界環(huán)境的包裝， 避免外來污染影響分析結(jié)果。

（3）XPS測試的樣品可噴薄金（不大于1nm），可以測試弱導(dǎo)電性的樣品，但絕緣的樣品不能測試。

（4）XPS元素分析范圍Li-U，只能測試無機物質(zhì)，不能測試有機物物質(zhì)，檢出限0.1%。

4.應(yīng)用實例

樣品信息：客戶端發(fā)現(xiàn)PCB板上金片表面被污染，對污染區(qū)域進行分析，確定污染物類型。

測試結(jié)果譜圖：

結(jié)論：表面直接分析發(fā)現(xiàn)腐蝕性元素S，往心部濺射10nm深度后未發(fā)現(xiàn)S，說明表面污染物為含硫類物質(zhì)。