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X射线光电子能谱(XPS)分峰拟合是解析样品化学态等信息的关键手段,这些原则能帮你精准把控数据解析,避免出错!

1. 原则
1)峰宽(FWHM)约束
① 相同/相似化学态:同一或相似化学态(如C 1s谱里同碳官能团峰),因电子能量分布规律一致,峰宽应相同或高度接近,拟合时关联或固定为同一数值。
② 不同化学态:不同化学态(如金属态与氧化物态)峰宽可存差异,但需有物理依据(如氧化物因化学无序性峰宽更宽),且要限制在合理经验范围(0.8~2.5 eV ),数值由元素、化学态及仪器状态定。
③ 禁止自由泛滥:不能让软件无约束拟合峰宽,否则过度拟合,结果失去物理意义,无法反映真实化学信息。
2)峰位置(Binding Energy, BE)约束
① 自旋轨道分裂峰位差:具自旋轨道分裂的元素(电子在p、d、f轨道),其双峰(如2p₃/₂和2p₁/₂)结合能差(ΔBE),需固定为公认理论/实验值(如Ni 2p的ΔBE约17.3 eV ),不可自由拟合
② 化学位移范围:各分峰结合能要限在元素预期化学态的典型结合能范围内,精准对应特定化学态。
3)峰面积约束
① 自旋轨道分裂面积比:自旋轨道分裂双峰面积比有固定理论值(p轨道2p₃/₂与2p₁/₂为2:1;d轨道d₅/₂与d₃/₂为3:2 ;f轨道f₇/₂与f₅/₂为4:3 ),一般禁止自由拟合,允许±0.2 轻微偏差,但出现偏差要谨慎评估原因。
② 同一元素不同化学态:不同化学态峰的相对面积比,应反映相对原子浓度(考虑灵敏度因子),且与样品预期组成、其他表征(如:XRD、Raman)结果一致,多维度验证准确性。
4)峰形函数一致性
① 峰形函数类型:同一张谱图内,所有分峰用相同类型峰形函数,最常用Gaussian - Lorentzian(GL)混合函数(如Voigt函数 )。
② GL混合比例:GL混合比例(Lorentzian %)在整谱图或同一组峰(如一个元素的整个谱)内常保持一致/高度接近,体现样品与仪器特性;不同元素/差异大的化学态,有合理依据(如电子结构差异)时可采用不同比例。
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2. 测试周期 ① 常规样品平均测试周期:到样1~3天,无需加急。
② 特殊样品:以协商周期为准。
4. 测试流程
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