光電子能譜儀主要由6個部分組成:激發源、樣品電離室、電子能量分析器、電子檢測器、真空系統和數據處理系統等組成。激發源常用紫外輻射源和 X射線源。使用紫外輻射源作為激發源的稱為紫外光電子能譜,使用X射線的稱為X 射線光電子能譜,統稱為光電子能譜。
(1)真空系統:目的是使電子不被殘余氣體分子散射,并避免殘余氣體分子吸附所引起的樣品表面污染。一般在實驗中,氣體壓力1.33*10-7Pa 是可以接受的。現成的抽氣系統有:帶液氮冷阱的水冷油擴散泵,渦輪分子泵,濺射離子泵,鈦升華泵,低溫泵。前三類泵常常用于主抽氣系統,其余的往往充當輔泵。以這種方式抽空并經100~160Co; 條件下烘烤一夜的系統,可獲得1.33*10-8 乃至更低一些的基壓。并且,這套系統日常還需要做定期的烘烤。
(2)樣品處理部分:包括有三個真空室,第一個真空室用于進出樣品,第二個起真空緩沖作用,并在其內部作樣品的制備和處理,樣品在第三個真空室里被X 射線照射得到光電子。
(3)X射線源:熱燈絲發射出電子,經電場加速,轟擊陽極靶(通常為Al 或Mg),發出X 射線(Al 的特征譜線為1486.6ev,Mg 的特征譜線為1253.6ev),這樣的X 射線是由多種頻率的X 射線疊加而成的。實驗中常常使用石英晶體單色器,將得到的X 射線單色化。
(4)電子能量分析器:作用是測量由樣品表面發射出來的能量分布,所得光電子譜是一
幅電子流強度相對于動能的圖。
(5)檢測器
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