X線光電子分光法 (XPS)

概要

高真空下で固体試料に X線 を照射し、発生する光電子のエネルギーの測定により、深さ 数 nm の最表面の元素の種類・組成や化学結合状態を解析する。X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) や Electron Spectroscopy for Chemical Analysis (ESCA) とも呼ばれる。水素・ヘリウム以外の全元素を 0.1 atom% 程度の感度で検出可能。絶縁物や有機物の測定も可能。最表面や薄膜の解析 (酸化状態、有機物の有無等)、接着不良や表面変色の原因調査等に活用される。

装置構成

X線照射により発生した光電子のエネルギーを測定

例) 1s 軌道(K殻)からの光電子の発生

X 線と光電子のエネルギーから
結合エネルギー (Binding Energy) を算出

解析事例　ポリエチレンテレフタレート (PET)

ワイドスペクトル

結合エネルギーは元素に固有であるため、ピーク位置から試料表面の元素種を同定可能

ナロースペクトル・結合状態解析 (C1s)

化学状態 (価数、結合状態) の違いによりピーク位置がわずかにシフトする (化学シフト)。これを利用し各元素の化学結合状態を解析可能
各元素のナロースペクトルのピーク面積より試料最表面の元素組成が算出可能　　　( C / O ＝ 69.7 / 30.3 )

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