随着材料、能源、微电子、信息产业及环境领域等高新技术的迅猛发展，表面科学目前已经成为国际上最为活跃的学科之一，对于表面分析技术的需求也日益增多。X射线光电子能谱(XPS)是一种有效的表面分析技术，已经广泛应用于基础科研、先进材料研制、高精尖技术等领域，促进了材料学的研究与发展。
一、设备简介

图1.仪器照片

*制造商：KRATOS/SHIMADZU
*型号：全自动、成像型AXIS SUPRA(全国首台配有科学工作站、准原位反应池)
*主要参数：

二、设备原理

  X-射线光电子能谱仪，是一种表面分析技术，主要用来表征材料表面元素及其化学状态。其基本原理是使用X-射线，如Al Ka =1486.6eV，与样品表面相互作用，利用光电效应，激发样品表面发射光电子，利用能量分析器，测量光电子动能(K.E)，根据B.E=hv-K.E-W.F，进而得到激发电子的结合能（B.E)。

 
图2、XPS原理示意图图

 图3、光电效应示意图

三、用途及功能
①鉴别样品表面的元素种类、化学价态以及相对含量；
②微区XPS分析，用于样品微区（＞15μm）表面成分分析，高能量分辨的化学态分析；
③深度剖析XPS，结合离子刻蚀技术对样品（如薄膜等）进行成分深度分布分析。
④通过角分辨XPS还可以进行非损伤成分深度分布分析；
⑤可以对样品表面元素或化学态进行表面分布mapping分析，使分析结果更直观；
⑥紫外光电子能谱（UPS），可以获得样品价带谱信息，对导体、半导体的能带、带隙等分析提供主要数据，还可以分析样品逸出功等。

四、近期服务成效

我校化学与化工学院王双印教授团队利用准原位XPS分析了四氧化三钴和富氧缺陷的四氧化三钴中氧元素化学态在不同阳极电势下的动态演变。准定量拟合分析：O1峰为金属-晶格氧，O2 峰为缺陷相关的氧物种特征峰，O3峰为吸附的水/氧或者有机碳相关的氧。蓝色虚线为视觉引导线。O1和O2峰两者相对含量的变化揭示了电催化剂中氧的化学态（氧物种）随阳极电势的动态变化。相关研究成果发表在高水平期刊Journal of the American Chemical Society。

图6、利用准原位XPS分析了四氧化三钴和富氧缺陷的四氧化三钴中氧元素化学态在不同阳极电势下的动态演变

五、预约流程
预约网站：湖南大学大型仪器设备共享平台 http://sbgx.hnu.edu.cn/
预约流程：平台注册——搜索设备（X射线光电子能谱仪）——点送样预约（并加入测试QQ群：838720324）—— 审核通过后打印送样申请表并签字和样品一起给到设备管理人员
测试地点：逸夫楼中栋负一楼XPS仪器室（新化工楼D区对面）