[實(shí)用新型]光照-X射線光電子能譜同步分析測(cè)試裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520953338.9
• 申請(qǐng)日: 2015-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN205157470U
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉佳梅;畢迎普;焦正波;黃曉卷;楊培菊;任偉;牛建中
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): G01N23/227
• 分類號(hào): G01N23/227
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 方曉佳

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種光照-X射線光電子能譜同步分析測(cè)試裝置，屬于X射線光電 子能譜分析測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

X射線光電子能譜技術(shù)是一種重要的表面分析手段。該技術(shù)是基于光電效應(yīng)，當(dāng)一 束X光照射到材料表面時(shí)，光子可以被材料中某一元素的原子軌道上的電子所吸收，使得該 電子脫離原子核的束縛，以一定的動(dòng)能從原子內(nèi)部發(fā)射出來，變成自由的光電子。光電子被 系統(tǒng)的能量分析器所探測(cè)，分析器對(duì)不同動(dòng)能的電子數(shù)目進(jìn)行記錄和統(tǒng)計(jì)，就可以回溯得 到電子在樣品內(nèi)部的結(jié)合能信息，這些信息反映的是材料內(nèi)部的元素組成和元素化學(xué)態(tài)信 息。X射線光電子能譜儀一般由超高真空系統(tǒng)、激發(fā)源（X射線光源）、電子能量分析器、檢測(cè) 器和數(shù)據(jù)系統(tǒng)，以及其它附件等構(gòu)成。

XPS主要分析材料表面以下1納米到10納米范圍內(nèi)的樣品元素組成及化合態(tài)。XPS 能夠檢測(cè)到所有原子序數(shù)大于等于3的元素（即包括鋰及所有比鋰重的元素）。此外，X射線 光電子能譜技術(shù)具有不損傷樣品、無污染、快捷、測(cè)量精度高，因而已成為材料表面科學(xué)研 究最重要的手段之一，并被廣泛應(yīng)用于化學(xué)分析、材料開發(fā)應(yīng)用研究、物理理論探討等學(xué)術(shù) 領(lǐng)域，以及機(jī)械加工、印刷電路技術(shù)、鍍膜材料工藝控制、納米功能材料開發(fā)等工業(yè)領(lǐng)域。

但是，目前的X射線光電子能譜技術(shù)只使用單一激發(fā)光源，無法實(shí)現(xiàn)外載光源照射 下的X射線光電子能譜分析測(cè)試，嚴(yán)重限制了光電材料內(nèi)部的電荷分離與遷移性質(zhì)方面研 究。基于此，如何實(shí)現(xiàn)兩種光源同步照射下的電子能譜分析技術(shù)成為本領(lǐng)域相關(guān)人員亟待 解決的一個(gè)重要技術(shù)問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種光照-X射線光電子能譜同步分析測(cè)試裝置，用以 實(shí)現(xiàn)外載光源及X射線同步照射材料表面進(jìn)行物性分析。

一種光照-X射線光電子能譜同步分析測(cè)試裝置，包括置于真空腔室內(nèi)的X射線源、 電子傳輸透鏡、電子能量分析器和檢測(cè)器，其特征在于該裝置還包括外載光源，該外載光源 包括光源探頭、光源發(fā)生器和光源控制器；所述光源發(fā)生器置于真空腔室的外部,其與光源 探頭和光源控制器相連；所述光源探頭發(fā)出的光照射樣品表面；所述光源控制器設(shè)置于真 空腔室的外部，能夠通過光源發(fā)生器自動(dòng)控制光源探頭所提供的光的光照強(qiáng)度及波長(zhǎng)。

所述光源探頭置于真空腔室的外部，且真空腔室壁上設(shè)有與其對(duì)應(yīng)設(shè)置的光學(xué)窗 口。

所述光源探頭置于真空腔室內(nèi)。

所述光源發(fā)生器為太陽能模擬器、氙燈、LED光源、激光器中的一種。其中，太陽能 模擬器可提供光源的波長(zhǎng)范圍為180nm～3000nm，強(qiáng)度為1～1000mW/cm²；氙燈可提供光 源的波長(zhǎng)范圍為190nm～1100nm，強(qiáng)度為1～2000mW/cm²；LED光源可提供光源的波長(zhǎng) 范圍為180nm～3000nm，強(qiáng)度為1～1000mW/cm²；激光器可提供光源的波長(zhǎng)范圍為180nm ～3000nm，強(qiáng)度為1～10¹⁵mW/cm²。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

在目前的X射線光電子能譜技術(shù)只使用單一激發(fā)光源的前提下，增加一種外載光 源，能夠?qū)崿F(xiàn)外載光源及X射線同步照射材料表面進(jìn)行物性分析，擴(kuò)展了X射線光電子能譜 表征分析技術(shù)應(yīng)用范圍，能夠在光照條件下對(duì)材料的表面進(jìn)行X射線光電子能譜表征，進(jìn)而 可以準(zhǔn)確研究材料內(nèi)部的物理性質(zhì)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-X射線源，2-光源發(fā)生器，3-電子能量分析器，4-檢測(cè)器，5-樣品，6-真空腔 室。

圖2為在紫外光照射及無光照條件下，Bi/TiO₂納米管陣列的X射線光電子能譜 圖。其中：曲線1為紫外光條件，2為無光照條件。

圖3為在可見光照射及無光照條件下，BiVO₄多孔納米光電極的X射線光電子能譜 圖。其中：曲線1為可見光條件，2為無光照條件。

圖4為在LED光照射及無光照條件下，Bi₂MoO₆/ZnO納米棒陣列的X射線光電子能譜 圖。其中：曲線1為L(zhǎng)ED光條件，2為無光照條件。