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1. 软件为绿色破解版，将软件压缩包直接解压到电脑中，打开软件在Help>>About casaxps 输入User Name：G59 U Iowa和License：ffff2c44 >>update License>>ok（注意User Name中的空格）2. 打开数据： 打开数据*.VMS文件，或从file>>Open打开；3. 标识并标注元素：左键双击全谱谱图（widescan），再点击左窗口，在工具栏中点击，弹出周期表，点全谱（widescan）中的峰，周期表中会显示该峰位附近的可能元素。
通常识别谱峰是什么元素，需元素各轨道的峰都能在谱图中找到。
标识后左图会出现标识元素各轨道位置，再点在peak label选项，按ctrl选择需要标注的峰再点，选择Annotation History选项，图中标识好的文字出现小红框可以在图中拖动到合适位置；然后在中点4. 全谱中半定量计算：选择一个样品的全谱，用标识谱图中的元素（上述3），或直接点，再手动删除错误的标识，点击，左图出现百分含量，点，在regions选项中选择元素，放大该位置谱图调整（左键拖动）所扣背底（Background）的起始边和结束边。
5.分谱中半定量计算：5.1 先对样品的每个分谱进行扣背底（Background），然后选中要计算的元素，如图，在的report spec.选项中点，结果显示。
5.2如果要详细计算各化学状态的百分含量，则需对各峰进行分峰，并更改下图中的Name 以区别各元素状态：在的report spec.选项中点，结果显示。
5.3 只计算某元素的各化学状态的百分含量，则分峰，在的component选项卡下，显示：6. 数据处理：选择指定的谱图，点。
通过不同的选项卡对谱图进行校准、平滑等。
7. 数据的通常处理：7. 1对谱图进行校准（calibration选项卡中，输入ture（实际值，一般以污染碳C1s 284.8eV 为标准），再点谱图中measure中显示鼠标点击的峰位置，点，再选择同一样品的其他数据点）如图：。
第18章X射线光电子能谱分析18.1 引言固体表面分析业已发展为一种常用的仪器分析方法，特别是对于固体材料的分析和元素化学价态分析。
目前常用的表面成分分析方法有：X射线光电子能谱（XPS）, 俄歇电子能谱(AES)，静态二次离子质谱(SIMS)和离子散射谱(ISS)。
AES 分析主要应用于物理方面的固体材料科学的研究，而XPS的应用面则广泛得多，更适合于化学领域的研究。
SIMS和ISS由于定量效果较差，在常规表面分析中的应用相对较少。
但近年随着飞行时间质谱（TOF-SIMS）的发展，使得质谱在表面分析上的应用也逐渐增加。
本章主要介绍X射线光电子能谱的实验方法。
X射线光电子能谱（XPS）也被称作化学分析用电子能谱（ESCA）。
该方法是在六十年代由瑞典科学家Kai Siegbahn教授发展起来的。
由于在光电子能谱的理论和技术上的重大贡献，1981年，Kai Siegbahn获得了诺贝尔物理奖。
三十多年的来，X射线光电子能谱无论在理论上和实验技术上都已获得了长足的发展。
XPS已从刚开始主要用来对化学元素的定性分析，业已发展为表面元素定性、半定量分析及元素化学价态分析的重要手段。
XPS的研究领域也不再局限于传统的化学分析，而扩展到现代迅猛发展的材料学科。
目前该分析方法在日常表面分析工作中的份额约50%，是一种最主要的表面分析工具。
在XPS谱仪技术发展方面也取得了巨大的进展。
在X射线源上，已从原来的激发能固定的射线源发展到利用同步辐射获得X射线能量单色化并连续可调的激发源；传统的固定式X射线源也发展到电子束扫描金属靶所产生的可扫描式X射线源；X射线的束斑直径也实现了微型化，最小的束斑直径已能达到6μm大小, 使得XPS在微区分析上的应用得到了大幅度的加强。
图像XPS技术的发展，大大促进了XPS在新材料研究上的应用。
在谱仪的能量分析检测器方面，也从传统的单通道电子倍增器检测器发展到位置灵敏检测器和多通道检测器，使得检测灵敏度获得了大幅度的提高。
XPS定性分析和图谱解析第四章定性分析和谱图诠释●XPS和AES的表⾯灵敏特性，再加上⾮结构破坏性测试能⼒和可获得化学态信息的能⼒，使其成为表⾯分析的极有⼒⼯具。
●定性分析主要是鉴定物质的元素组成及其化学状态。
●XPS还可以进⾏官能团分析和混合物分析。
●XPS定性分析的相对灵敏度约为0.1%。
⼀、电⼦能谱图的⼀般特性●在XPS谱图中可观察到⼏种类型的谱峰。
●⼀部分是基本的并总可观察到—初级结构●另⼀些依赖于样品的物理和化学性质—次级结构●光电发射过程常被设想为三步（三步模型）：●光吸收和电离（初态效应）；●原⼦响应和光电⼦发射（终态效应）；●电⼦向表⾯输运并逸出（外禀损失）。
●所有这些过程都对XPS谱的结构有贡献。
1、XPS谱图的初级结构(1). 光电⼦谱线(photoelectron lines)●由于X射线激发源的光⼦能量较⾼，可以同时激发出多个原⼦轨道的光电⼦，因此在XPS谱图上会出现多组谱峰。
由于⼤部分元素都可以激发出多组光电⼦峰，因此可以利⽤这些峰排除能量相近峰的⼲扰，⾮常有利于元素的定性标定。
●最强的光电⼦线是谱图中强度最⼤、峰宽最⼩、对称性最好的谱峰，称为XPS的主谱线。
每⼀种元素都有⾃⼰的具有表征作⽤的光电⼦线。
它是元素定性分析的主要依据。
●光电⼦峰的标记:以光电⼦发射的元素和轨道来标记，如●C1s，Ag3d5/2等●此外，由于相近原⼦序数的元素激发出的光电⼦的结合能有较⼤的差异，因此相邻元素间的⼲扰作⽤很⼩。
光电⼦谱线峰位置(结合能)。
与元素及其能级轨道和化学态有关。
峰强度。
与元素在表⾯的浓度和原⼦灵敏度因⼦成正⽐。
对称性。
⾦属中的峰不对称性是由⾦属E F附近⼩能量电⼦-空⽳激发引起，即价带电⼦向导带未占据态跃迁。
不对称度正⽐于费⽶能级附近的电⼦态密度。
峰宽(FWHM)光电⼦线的谱线宽度来⾃于样品元素本质信号的⾃然宽度、X射线源的⾃然线宽、仪器以及样品⾃⾝状况的宽化因素等四个⽅⾯的贡献。
前面两期我们对XPS的基本原理，XPS谱线类型等进行了分享。
今天咱们更进一步，从测试中得到的原始数据开始谈起，分享一下XPS原始数据的处理，希望对大家有所帮助。
前期内容：1.XPS——一切从原理开始2. XPS谱图都包括些啥？在前面两期分享中，我们都提到XPS定性分析包括全谱扫描和高分辨谱，其中全谱扫描不需要经过特别的处理，因此在这里不做过多介绍，大家对照前两期内容应该很容易实现全谱分析，得到自己想要的信息（主要是样品所含元素种类的鉴定），这里主要介绍高分辨谱的数据处理与分析。
1. XPS高分辨谱可以拿到什么数据？一般而言，大家在做高分辨谱的时候，是期望看到表面某些元素的电子结构信息，判断该元素的化学态以及所处的化学环境等等，进而说明样品的表面结构或其变化。
故此，XPS的高分辨一定是有针对性的，所要测的元素也是大家很明了的。
在上一期我们说过，对于绝缘体或者半导体而言，具有荷电效应，因此除了大家想要测的元素之外，一般测试的时候还需要测一个C的高分辨谱，用于荷电校正。
国内像XPS这样的大型仪器一般都有专人进行测试，因此我们所得到的原始数据一般为xls文件。
下图所示为Pb3O4的XPS原始数据，除了Pb, O之外，还有C的高分辨谱以及各元素的半定量分析结果。
2. 荷电校正拿到XPS高分辨谱，第一步是要进行荷电校正，得到准确的结合能数据。
那么如何进行校正呢？上一期分享中我们已经说过，荷电校正一般将外来污染碳（284.8 eV）作为基准。
具体如何操作呢？A. 计算荷电校正值。
具体操作：将C1s的数据复制到origin中，做成曲线图，并通过数据读取工具来识别C1s谱中的峰值坐标（主要是结合能）。
以下图为例，C1s的结合能为284.5 eV，而外来污染碳的标准值为284.8 eV,因此，荷电校正值为284.8-284.5 eV=0.3 eV。
也就是说，此次测试的这个样品，所有元素的结合能均需要+0.3 eV作为荷电校正从而得到准确的结合能值。
1. 软件为绿色破解版，将软件压缩包直接解压到电脑中，打开软件在Help>>About casaxps 输入User Name：G59 U Iowa和License：ffff2c44 >>update License>>ok（注意User Name中的空格）2. 打开数据： 打开数据*.VMS文件，或从file>>Open打开；3. 标识并标注元素：左键双击全谱谱图（widescan），再点击左窗口，在工具栏中点击，弹出周期表，点全谱（widescan）中的峰，周期表中会显示该峰位附近的可能元素。
通常识别谱峰是什么元素，需元素各轨道的峰都能在谱图中找到。
标识后左图会出现标识元素各轨道位置，再点在peak label选项，按ctrl选择需要标注的峰再点，选择Annotation History选项，图中标识好的文字出现小红框可以在图中拖动到合适位置；然后在中点4. 全谱中半定量计算：选择一个样品的全谱，用标识谱图中的元素（上述3），或直接点，再手动删除错误的标识，点击，左图出现百分含量，点，在regions选项中选择元素，放大该位置谱图调整（左键拖动）所扣背底（Background）的起始边和结束边。
5.分谱中半定量计算：5.1 先对样品的每个分谱进行扣背底（Background），然后选中要计算的元素，如图，在的report spec.选项中点，结果显示。
5.2如果要详细计算各化学状态的百分含量，则需对各峰进行分峰，并更改下图中的Name 以区别各元素状态：在的report spec.选项中点，结果显示。
5.3 只计算某元素的各化学状态的百分含量，则分峰，在的component选项卡下，显示：6. 数据处理：选择指定的谱图，点。
通过不同的选项卡对谱图进行校准、平滑等。
7. 数据的通常处理：7. 1对谱图进行校准（calibration选项卡中，输入ture（实际值，一般以污染碳C1s 284.8eV 为标准），再点谱图中measure中显示鼠标点击的峰位置，点，再选择同一样品的其他数据点）如图：。
XPS谱图介绍XPS谱图一般包括光电子谱线，卫星峰（伴峰），俄歇电子谱线，自旋-轨道分裂(SOS)等1.光电子谱线：每一种元素都有自己特征的光电子线，它是元素定性分析的主要依据。
谱图中强度最大、峰宽最小、对称性最好的谱峰，称为XPS的主谱线。
实例说明一：上图中，对于In元素而言，In 3d强度最大、峰宽最小，对称性最好，是In元素的主谱线。
而除了主谱线In 3d之外，其实还有In 4d, In 3p等其它谱线，这是因为In元素有多种内层电子,因而可以产生多种In XPS信号。
2. 卫星峰（伴峰）：常规Ｘ射线源(Al/Mg Kα1,2)并非是单色的，而是还存在一些能量略高的小伴线（Kα3,4,5和Kβ等），所以导致XPS中，除Kα1,2所激发的主谱外，还有一些小的伴峰。
3. 俄歇电子谱线：电子电离后，芯能级出现空位，弛豫过程中若使另一电子激发成为自由电子，该电子即为俄歇电子。
俄歇电子谱线总是伴随着XPS，但具有比XPS更宽更复杂的结构，多以谱线群的方式出现。
特征：其动能与入射光ｈν无关。
实例说明三：上图中O KLL, C KLL即为O和C的俄歇电子谱线，从图中可以看到O KLL 其实有三组峰，最左边的为起始空穴的电子层，中间的是填补起始空穴的电子所属的电子层，右边的是发射俄歇电子的电子层。
4. 自旋-轨道分裂(SOS)：由于电子的轨道运动和自旋运动发生耦合后使轨道能级发生分裂。
对于l＞0的内壳层来说，用内量子数j（j=｜l±ms｜）表示自旋轨道分裂。
即若l=0 则j=1/2；若l=1则j=1/2或3/2。
除s亚壳层不发生分裂外，其余亚壳层都将分裂成两个峰。
实例说明四：上图所示为PbO的XPS谱图，图中Pb 4f裂分成4f5/2和4f7/2两个峰。
重要意义：对于某一特定价态的元素而言，其p, d, f 等双峰谱线的双峰间距及峰高比一般为一定值。
p峰的强度比为1:2；d线为2:3；f线为3:4。
