2.3.2 XPS全谱和精细谱的意义
首先需要对全谱和精细谱的意义进行强调。全谱数据能够提供材料表面所有的元素组成、所有元素的原子百分比（半定量），可以提供完整的表面元素成分信息；而精细谱数据可以提供给我们关注的元素的化学态信息以及各种化学态的百分含量（半定量）。精细谱能量分辨高、信噪比好，能够提供更为准确的定量分析。同时，不同元素的化学态以及含量的信息要能相互佐证，佐证关联越强，说明结果分析越准确。
虽然精细谱具有很多优势，但建议在测试时还是一定要扫描全谱，主要有以下几点原因。
①全谱可以提供所有的成分信息。
②最重要的一点是，全谱能够显示是否有重合谱峰，若有重合谱峰，进行数据分析时，就需要拟合分开或选择未重合谱峰进行分析和定量计算。
图2.33 XPS全谱分析示例
③全谱可快速定性定量分析，还可以确定精细谱扫描的参数，为后续精细谱的扫描提供指导，比如元素选择、通能设置、扫描时间设置、谱峰选择等。如图2.33的全谱数据，可以看到C、O含量高，精细谱采集时扫描次数可以设置少一些；Ag含量低，如果关注Ag元素的化学态，精细谱扫描次数就应增加一些，通能设置也可以相对大一些。因为含量低的组分，需要保证先能测到，测到后才能判断化学态。如果在全谱扫描中没有测到所关注的元素，在精细谱扫描的时候也可以选中这个元素，然后采用大通能、较多扫描次数来确定这个元素是否真实存在。
④全谱中所测得的元素可以为后续化学态分析提供依据，比如是否是氧化物、氮化物、硫化物等。
⑤在全谱中尽量标识出所有的谱峰，以便获得完整的成分信息，目前仪器自带的软件都可以进行全谱定性和定量分析。
再通过一个案例来说明全谱的重要性。比如只用Fe2p的精细谱进行化学态分析（图2.34（a）），从Fe2p精细谱的谱图峰型特点很快就可以判断：如果此能量范围仅仅是Fe2p，则图谱肯定存在问题。因为从Fe2p的标准精细谱（图2.34（c））中可以判断此图中最基本的自旋-轨道分裂峰比例有误，标准分裂峰面积比应该是2p3∶2p1＝2∶1，而实际图谱呈现2p3谱峰远远高于2p1。这可能是两种情况：一是此精细谱中的谱峰并非属于铁，而是其他元素的谱线，二是Fe本身含量太低，谱峰不明显，此处同时还应有其他元素的谱峰干扰。这时候一定要结合全谱数据进行分析和判断。从全谱的分析中（图2.34（b））可以看出Fe信号很弱，在Fe2p3的位置有明显的重合谱峰Sn3p3。所以如果一定要分析Fe的化学态，就必须要通过分峰拟合扣除Sn谱峰的干扰后再进行分析（图2.34（d））。(https://www.daowen.com)
当然，全谱也有一定的不足。一般来说，全谱得到的信号比较粗糙，只是对元素进行粗略的扫描，确定元素有无以及大致位置。对于含量较低的元素，信噪比很差，难以得到非常精细的谱图。故全谱分析通常只能获得表面元素组成信息，而得不到准确的元素化学态和分子结构信息。
最后，在XPS采谱时，还给出以下建议：
①任何样品均需扫描XPS全谱。
②根据测试目的，尽量测试所有涉及的元素，这样可以更好地进行佐证分析，得到的结论也更合理可靠。
③关注化学态所对应的元素都要扫描精细谱。比如FeO一定要扫描C1s、Fe2p、O1s的谱峰；如果是CuO，要扫描C1s、O1s、Cu2p、Cu LMM等。结合不同元素的精细谱，可以相互佐证化学态的信息及其含量，光电子能量不能分辨化学态的时候要结合俄歇图谱和俄歇参数进行分析。
④当测得数据与期望化学态有偏差时，需要结合全谱中测到的其他元素进行分析，必要时还需扫描精细谱。比如，怀疑样品中有CuO，但实际全谱中扫描到了Cl和S，这时就需要再扫描Cl和S的精细谱，以判断是否有CuSO4、CuCl2等存在。相互佐证的信息越多，所能得到的结论就越合理。
图2.34 谱峰重合案例（Fe2 p与Sn3 p3重合）
（a）Fe2p精细谱；（b）全谱定性分析；（c）Fe2p标准图谱；（d）Fe2p3分峰拟合