4.分析案例
样品信息和分析需求：锂极片，XPS深度剖析表征不同化学态的深度变化情况。
拟合元素：S、Li、C、O、F。
（1）元素深度剖析曲线
图4.54为不同元素的精细谱深度剖析蒙太奇叠图，可直观显示不同元素成分从表面到深度的化学态变化。另外，也能看出C1s／O1s／S2p都有多种化学态，并且随着深度不同，化学态的谱峰有明显变化；需要通过软件进行分峰拟合，得到不同化学态的归属以及分析不同化学态随着深度的变化情况。而F1s结合能在685 eV附近，主要归属为氟化物（LiF），锂的各种化合物化学态的结合能在54～56 eV；N1s谱峰信号比较弱，说明含量低，在此案例中不作为重点讨论。
从图4.55中的深度剖析曲线可以看出不同元素从表面到深度的含量变化。C主要分布在表面，随着溅射的进行，Li／O／F含量逐渐升高。
（2）化学态深度剖析曲线
S2p多层精细谱分峰拟合及拟合参数如图4.56所示。
图4.54 不同元素的精细谱深度剖析蒙太奇图示（Montage Viewer）
图4.55 不同元素的深度分布曲线
图4.56 S2p不同化学态分峰拟合及拟合参数
结合能低于163.5 eV的S2p3／2主要归属为硫化物，在此案例中主要是硫化锂；亚硫酸盐（SO3）中的S2p3／2结合能通常在166～167 eV区间；硫酸盐（SO4）的结合能通常高于168 eV。通过分析以及软件拟合，可以得到三种化学态的硫。
从图4.57中可以看出表面主要是硫酸盐，随着深度变化，硫化物（主要是硫化锂）的含量逐渐增加。
图4.57 S2 p不同化学态的深度分布曲线
O1s多层精细谱分峰拟合参数如图4.58所示。
图4.58 O1 s不同化学态分峰拟合参数
结合能低于531 eV的O1s主要归属为金属氧化物，在此案例中主要是氧化锂；金属氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐及C
O化学键中的O1s的能量区间在531～532.5 eV；而C—O化学键结合能通常在532～533.5 eV。
从图4.59中可以看出表面主要是氢氧化锂和碳酸锂，随着深度变化，氧化锂的含量逐渐增加。
图4.59 O1s不同化学态的深度分布曲线
C1s多层精细谱分峰拟合参数如图4.60所示。(https://www.daowen.com)
图4.60 C1 s不同化学态分峰拟合参数
从图4.61中可以看出表面主要是吸附碳氢化合物，随着深度变化，无机碳、碳酸盐（主要是碳酸锂）以及碳化锂的含量逐渐增加。
图4.61 C1 s不同化学态的深度分布曲线
从图4.62所有元素的化学态深度剖析曲线可以看出，表面主要是吸附碳氢化合物，近表面主要是氢氧化锂、碳酸锂和氟化锂；随着深度变化，氢氧化锂和碳酸锂含量下降，氧化锂的含量逐渐增加，氟化锂的含量比较稳定。
图4.62 所有元素不同化学态深度剖析曲线
从图4.63化学态深度剖析曲线可以看出，近表面有硫酸锂及硝酸锂；随着深度变化，硫化锂及少量的碳化锂的含量逐渐增加。
图4.63 所有元素不同化学态深度剖析曲线——低含量成分显示
综上所述，由深度剖析数据可以看出，极片表面有吸附碳氢化合物，近表面主要是锂的氟化物、氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐以及硝酸盐；随着深度变化，氢氧化锂、硫酸锂和碳酸锂含量下降，而氧化锂、硫化锂以及少量的碳化锂的含量逐渐增加，氟化锂含量变化不明显。
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