1 Avantage 软件介绍 Avantage是Thermo Scientific 开发的一款专门处理XPS数据的软件,具有一键式荷电校准、谱峰识别( 全扫谱图的自动识峰、高分辨窄扫谱图的手动识峰)分峰、拟合( 单峰拟合、双峰拟合及非线性最小二乘法拟合)等多种功能,本文就最常用的几种功能使用技巧进行讲解,见图1。 图1 Avantage 软件界面 2 谱峰识别 2.1 全扫谱图自动识峰 图2 为原始的 XPS全扫谱图,通过该谱图中可以人工判定样品表面所含有的元素,此外还可以通过Avantage软件自带的全谱自动识峰功能进行元素种类判定。具体方法为:1)选中要分析的全扫谱图;2)点击"全谱自动识峰"图标(?[[ ),即可获得样品中所含元素谱图。 注: 当样品中可能含有某种元素,软件不能确定是否有特定元素存在时,在自动识峰过程中会以“?”的形式进行标注。 2.2 高分辨窄扫谱图手动识峰 在利用高分辨窄扫谱图进行定性定量判定时,首先需要注意的是各元素间是否存在谱峰重叠(由于元素出峰会有多个能级轨道同时出峰,因此有可能会出现元素间的谱峰重叠),高分辨窄扫谱峰间的谱峰识别具体操作为:1)选中要分析的高分辨窄扫谱图;2) 点击"高分辨窄扫谱图手动识峰"图标(ID ),即可获得样品中在该区域与该元素产生谱峰重叠的其他元素,点 击指定元素,则在谱图中会显示其大致出峰位置。此时对元素或化学态对应元素进行定量时,需要将其他元素的贡献去掉,Avantage带有的分峰拟合功能可以很好地解决这个问题。 3 分峰拟合 3.1 单峰谱峰重叠 由于S轨道谱峰通常为单峰结构,因此一种化学态对应一个单峰结构,通过谱峰峰位的确认、对样品的了解、对其他元素谱图的统一判定以及参考文献或参考数据库的查阅,即可获得 特定元素可能对应的化学态信息。 图3a) 为原始的C1s谱图,通过对样品的了解以及谱图峰形的判定确定C元素主要有3个化学态下的C元素,因此需要加三个单峰。具体方法为: (1) 选中要分析的窄扫谱图; (2) 点 击“分峰拟合”图标( ),点击添加单峰(直到添加3个谱峰) ,同时在“Peak Fit”菜单里面可以进行拟合参数的优化,拟合参数优化界面如图5所示(一般将半高宽设定在0.5~2eV 之间,且同一样品同一元素在同一能级轨道上不同化学态下的半高宽相差不大),最终得到拟合结果如3b)所示。 3.2 双峰谱峰重叠 由于p、d、f轨道谱峰为双峰结构,因此一种化学态对应一对峰结构,通过谱峰峰位的确认、对样品的了解、对其他元素谱图的统一判定以及参考文献或参考数据库的查阅,即可获得特 定元素可能对应的化学态信息。 图4a) 为原始的Cl2 p谱图,通过对样品的了解以及谱图峰形的判定确定Cl元素主要表现出一种化学态,因此需要加一组双峰。具体方法为: (1)选中要分析的窄扫谱图;(2)点击“分峰拟合”图标,点击添加双峰(一对谱峰会自动加上,且两 峰间峰位、峰高及半高宽均有明确关系),同时在"Peak Fit"菜 单里面可以进行拟合参数的优化,( 一般将半高宽设定在0.5~2eV之间),最终得到拟合结果 如4b) 所示。当然在实际样品数据分析过程中有可能存在单峰谱图(s轨道谱图)和双峰谱图(p/d/f轨道谱图) 的谱峰重叠,此时根据 实际情况选择添加单峰/双峰的个数、确定峰位以及数据拟合 参数的优化等等。
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