3.4.3 化学态分析
1.化学态分析数据处理流程(表3.6)
表3.6 化学态分析数据处理流程

续表

2.指定特定校正值的化学态分析
步骤1:选择C1s谱峰,如果单击“Data”下拉菜单中的“Shift”,可自动将强度最高的谱峰顶端位移到默认值284.8 eV;如果选择“Shift Setup”,可设置特定谱峰的能量值对谱峰进行校正,如图3.25(a)所示。
步骤2:参考文献中的C—C位置,输入正确的PK能量值。输入数值,按Enter键,如图3.25(b)所示。例如:PHI红色数据手册中C—C能量值为284.8 eV。
单击“Auto Shift”,图谱中强度最高的谱峰将自动被校正匹配到刚才输入的数值。当最强谱峰结合能并非输入能量值时,需要手动校正,可单击鼠标右键,移动光标至与输入能量匹配的谱峰位置。
3.化学态分析基本操作:显示及分峰拟合结果保存
步骤1:谱峰校正,选中需要进行分峰的元素后,单击“Fit”按钮,进入“Fitting”窗口;选择背底扣除模式进行背底扣除;选择谱峰拟合函数模式,单击右键添加谱峰;依次加入谱峰补充到拟合不充分的部分;设置参数,如FWHM等;单击“Fit”按钮,进行拟合计算,如图3.26所示。
步骤2:化学态定量,单击“Annotate”按钮,如图3.27所示。

图3.25 精细谱谱峰校正操作

图3.25 精细谱谱峰校正操作(续)

图3.26 精细谱单峰拟合操作

步骤3:单击“File”→“Save As”,储存曲线拟合参数,如图3.28所示。

图3.28 拟合后文件保存和导出
步骤4:曲线拟合后储存图谱文件:在分峰窗口,单击“File”→“Save Result”;导出拟合文件:单击“File”→“Export to”→“ASCII”,即可用Origin等软件打开。
4.参数锁定分峰拟合(对称峰拟合)
步骤1:拟合自旋轨道分裂峰,软件集成了特定分裂峰能量差和谱峰面积比,如图3.29所示。

图3.29 对称峰型S2 p双峰拟合操作和参数设置
①对称谱峰选择Gauss-Lorentz拟合函数。
②以S2p为例,从低能开始右击添加1个谱峰(S2p3)。
③单击“doublet”,软件可自动添加S2p1,自动锁定面积比“Area Lock”(p曲线2∶1)和能量差(S2p1-S2p3=1.18 eV)。
④同种化学态可以设定同样的半峰宽。
步骤2:重复步骤1,添加所有谱峰后,单击“Fit”按钮将进行拟合计算,如图3.30所示。

图3.30 对称峰型S2p双峰拟合呈现
5.参数锁定分峰拟合(不对称峰拟合)
步骤:拟合自旋轨道分裂峰,软件集成了特定分裂峰能量差和谱峰面积比,如图3.31所示。
①选择Asymmetric拟合函数。
②以Mo3d为例,右击添加Mo3d5,单击“doublet”,软件可自动添加Mo3d3,锁定面积比“Area Lock”(d曲线3∶2)和能量差(Mo3d3-Mo3d5=3.13 eV)。
③同种化学态可以设定同样的半峰宽。
④往左拖曳谱峰,可调整“Tale Length”和“Tale Scale”。(https://www.daowen.com)
6.参数锁定分峰拟合(不对称峰+对称峰)
步骤①~⑦(图3.32):

图3.31 不对称峰型Mo3 d双峰拟合操作和参数设置
①选择Asymmetric拟合函数。
②以Si2p为例,右键先添加单质态的硅Si2p3,单击“doublet”,软件可自动添加Si2p1,锁定面积比“Area Lock”(p曲线2∶1)和能量差(Si2p1-Si2p3=0.61 eV)。
③同种化学态可以设定同样的半峰宽。
④往左拖曳谱峰,可调整Tale Length和Tale Scale参数。
⑤添加氧化态的Si2p,因氧化硅Si2p谱峰对称,拖尾参数应该设置为“0”。
⑥进入“Band Limits”窗口,锁定“Tale Length”和“Tale Scale”,将拟合窗口中的两个参数设置为“0”。
⑦单击“Fit”按钮,进行拟合计算。
7.分峰拟合后不同化学态定量
步骤:①以上Si2p图谱拟合后,不勾选“Setup”。
②单击“Fit”按钮。
③单击“Prof/New”按钮后,于深度图窗口显示每个拟合分峰的强度,如图3.33所示。

图3.32 对称和不对称峰型同时存在的Si2 p精细谱分峰拟合操作

图3.33 Si2 p精细谱分峰后化学态定量操作
④深度图窗口中,谱线名称后面的标识(cf1、cf2)代表所拟合的化学态,当在分峰拟合时,使用Area Lock,两个关联被锁定的谱峰强度(如Si2p1和Si2p3)将相加在一起显示成一个化学态的Si2p总谱峰强度,如图3.34所示。

图3.34 全元素化学态定量选择
⑤单击“%”按钮,软件进行定量分析,如图3.35所示。

图3.35 精细谱化学态原子百分含量呈现
文本文件中包含分峰拟合的定量结果。
8.重合谱峰的分峰拟合
步骤1:进行分峰拟合,如图3.36所示。

图3.36 重合谱峰O1 s与Na KLL分峰拟合演示
步骤2:不勾选“Setup”,单击“Prof/New”按钮,如图3.37所示。
步骤3:定量中取消不属于该元素的分峰,如图3.38所示。
步骤4:分离重叠谱峰后的定量结果,如图3.39所示。

图3.37 重合谱峰进入定量窗口操作

图3.38 重合谱峰定量窗口谱峰选择和设置

图3.39 重合谱峰原子百分含量呈现