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光电发射过程

原子或分子在吸收 X 射线光子时，会激发出电子。 电子的动能 (KE) 依赖于光子能量 (hν) 和电子的结合能 (BE)（即电子离开表面所需能量）。

通过测量发射电子的动能，可以确定材料近表面处的元素种类、元素化学态以及电子的结合能。 结合能与许多因素有关，包括：

  • 发射电子的元素。
  • 发射电子的轨道。
  • 发射电子原子的化学环境。

由于光电子发射截面不依赖于原子化学环境，因此 XPS 为一种定量分析技术。

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XPS 表面分析中的光电发射过程。 圆点代表电子，实线代表被分析材料中的能级。 该过程的表达式为：KE = hν - BE