2.5 数据库和网站资源介绍

2.5 数据库和网站资源介绍

在进行XPS数据分析前,尤其是分峰拟合前,最重要的是先查询相关的信息、资料或文献,而不是直接随意进行分峰拟合,或者随便参考某一个文献资料。要确认的信息主要有:材料对应化学态中每个元素特征谱峰的结合能位置(能量范围)、标准图谱的特点(是否有震激峰、能量损失峰、俄歇参数、多重分裂峰等)、查询分裂峰的能量差和谱峰面积比、可参考谱峰拟合的方法等。图2.64(a)中的数据来源于ULVAC-PHIXPS数据手册,可查到不同碳化物的结合能信息;图2.64(b)为Avantage分析软件中氧化铁Fe2p的标准图谱,从标准图谱中可看到谱峰特点、能量差以及不同化学态震激峰等信息。

图示

图2.64 XPS数据手册中化学态能量查询(a)和标准图谱Fe2 p示例(b)

一般来讲,可被信赖的数据库或资料是在大量工作之上浓缩总结的,并被多次使用验证过,是经验的积累。好多初学者不了解权威的XPS数据网站有哪些,反而习惯性地搜索与自己课题或论文相关的文献资料,把这些文献当成权威;实际上,甚至有很大比例文献资料上对应的图谱分析是不准确的。千万不要认为发表在CNS之类顶刊的数据分析就一定全部合理或正确,术业有专攻,我们还是希望读者用科学求实的态度来面对数据分析。

下面列出一些权威、较常用的XPS数据库和网站信息。

1.XPS数据手册

最重要和最基本的就是XPS数据手册,通常设备会自带装订版的数据手册,也有电子版的数据手册可以从对应网站上下载。比如Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy中包含了可用作元素鉴定和化学解释的标准样品的参考图谱以及预期峰位和结合能位移的汇总信息。该手册不仅有单色Al X射线测得的标准图谱,还有非单色化的Mg X射线源测得的标准图谱,引言部分还有解析XPS光谱时可能遇到的光谱特征类型。

另一本手册High Resolution XPS of Organic Polymers更适合对有机物的分析,结合标准的有机材料分子式,里面提供的信息有标准有机材料的全谱、精细谱,标准有机材料精细谱拟合谱峰参考(分峰能量位置、对应化学态和谱峰面积比),标准有机材料价带谱等。

2.分析软件自带数据库

XPS设备软件自带的数据库,比如ULVAC-PHI公司的MultiPak、Thermo Scientific的Avantage等,主要提供的信息有:不同元素标准样品的全谱和精细谱(可自动进行谱峰标识)、不同化学态的能量参考(集成在软件里)、自旋轨道分裂峰能量差和峰强比例自动显示等。(https://www.daowen.com)

MultiPak软件自带数据库,与XPS数据手册里的信息一致,可以查询到标准的全谱、标准精细谱图,以及不同化学态的能量位置参考。而且在进行分峰拟合时,可以自动标注出自旋轨道分裂峰的面积比和能量差,方便用户快速地进行数据分析。

Avantage软件里也可以查询到一些标准图谱和能量位置,以及重合谱峰的一些信息,这些信息和仪器官网上的数据库XPS Simp lified是一致的。在分峰拟合的时候,也可以自动标注出分裂峰的面积比率和能量差,以及应用文献的链接。

3.网站信息

NIST网站:https://srdata.nist.gov/

XPSfitting网站:http://www.xpsfitting.com/

Thermo官网:http://xpssimplified.com/

LaSurface网站:http://www.lasurface.com/database/elementxps.php

Surface Science Spectra网站:https://avs.scitation.org/journal/sss

从以上网站中能搜索到不同元素不同化学态的精细图谱参考,也有不同化学态标准能量表参考,总体来说信息比较全面。有的也有参考文献的目录和链接,可以根据需求下载相关资料。