光电子能谱课程

中国海洋大学光谱学课程大纲（理论课程）英文名称SPECTROSCOPY【开课单位】物理系【课程模块】专业知识【课程编号】【课程类别】选修【学时数】36 （理论28 实践8 ）【学分数】2备注：课程模块为公共基础、通识教育、学科基础、专业知识或工作技能；课程类别为必修或选修。

一、课程描述本课程大纲根据2011年本科人才培养方案进行修订或制定。

（一）教学对象物理学专业、光信息科学与技术专业等具有原子物理专业基础的高年级本科生（二）教学目标及修读要求1、教学目标通过本课程的学习，使学生了解光谱学的原理和特点，知识认识物质结构同光谱之间的联系，进一步了解光谱学在现代生活、科技等领域中的应用。

通过了解光谱理论与技术在实际中的应用以及同物理、化学、光学等学科之间的联系，培养学生的综合运用知识能力、独立思考能力、学习意识和创新意识。

2、修读要求光谱学是一门多学科交叉的课程，主要研究光与物质之间的相互作用现象及作用机理，并被广泛应用于物质结构研究和分析。

课程介绍光谱学的基本概念、原理、有关计算与应用，在内容上包括原子光谱、分子光谱，振动光谱、转动光谱、电子光谱和散射光谱等。

通过光谱学基础课程的学习，进一步理解物质的能级结构与光谱的关系，掌握光谱学的基本概念与原理，对激光及激光光谱技术有一定的了解，了解光谱技术在实际中的应用；能够与本专业知识相结合，了解本专业知识同光谱学知识之间的相互促进关系，从而培养学生的创新意识及独立思考能力。

（三）先修课程（参照2011版人才培养方案中的课程名称，课程名称要准确）量子物理二、教学内容本课程主要讲述原子光谱和双原子分子光谱，具体内容及要求如下：绪论了解光谱学的研究对象和发展过程，它在新科学上的应用范围和发展。

第一章光谱概述1. 主要内容: 光的基本性质和光和物质相互作用的经典规律；发光和光谱物理机理；吸收、发射和散射光谱等基本概念；光谱学的应用。

2. 教学要求：了解光的基本性质和光和物质相互作用的经典规律；掌握发光和光谱物理机理；熟悉吸收、发射和散射光谱等基本概念；了解光谱学的广泛应用。

光电子学教学大纲科目名称：光电子学课程类别：专业课主讲教师：XXX学分：3 学分学时：54 学时（27 周）前置课程：电磁场与微波技术一、课程目标本课程旨在使学生全面了解光电子学的基本原理和应用，培养学生在光电子学领域的分析和解决问题的能力。

二、教学内容1. 光电效应1.1 光电效应的基本概念1.2 光电效应的量子理论1.3 光电效应的应用2. 光电子器件2.1 光电二极管的原理与特性2.2 光电导、光电二极管和光电三极管的应用2.3 光电子放大器的原理和应用3. 光波导理论3.1 光波导的基本原理3.2 单模和多模光纤的特性与应用3.3 光纤接口技术4. 光通信系统4.1 光通信的基本原理4.2 光纤通信系统的构成和组成4.3 光通信系统中的调制和解调技术4.4 光纤通信系统的网络结构5. 光存储技术5.1 光存储的基本原理5.2 光盘和光碟的结构和工作原理5.3 高密度光存储介质技术6. 光触媒材料与应用6.1 光触媒材料的基本原理6.2 光触媒的合成与表征6.3 光触媒在环境净化和能源领域的应用三、教学方法1. 理论讲授：通过课堂教学，对光电子学的基本概念、原理和应用进行系统性讲解。

2. 实验教学：通过光电子学实验，培养学生的实验设计和数据分析能力。

3. 讨论与案例分析：通过小组讨论和案例分析，引导学生思考和解决实际问题。

4. 学术报告：鼓励学生进行光电子学相关领域的学术研究，并组织学术报告会，提升学生学术交流能力。

四、考核方式1. 平时表现：包括出勤情况、课堂讨论和实验表现。

2. 期中考试：对学生对光电子学基本概念和原理的理解进行测试。

3. 课堂作业：通过书面作业，检验学生对光电子学的掌握程度。

4. 期末考试：对学生在理论和实验方面的综合能力进行综合评估。

五、参考教材1. 《光电子学基础》（第四版），作者：XXX，出版社：XXX2. 《光电子学导论》（第三版），作者：XXX，出版社：XXX六、教学进度安排Week 1-2: 光电效应- 光电效应的基本概念和实验观察- 光电效应的量子理论解释Week 3-4: 光电子器件- 光电二极管的原理与特性- 光电导、光电二极管和光电三极管的应用Week 5-6: 光波导理论- 光波导的基本原理和传输特性- 单模和多模光纤的特点和应用Week 7-8: 光通信系统- 光通信的基本原理与系统组成- 光纤通信中的调制和解调技术Week 9-10: 光存储技术- 光存储的基本原理和工作原理- 光盘和光碟的结构与应用Week 11-12: 光触媒材料与应用- 光触媒材料的基本原理和制备方法- 光触媒在环境净化和能源领域的应用Week 13-14: 复习与总结以上为《光电子学教学大纲》的主要内容，希望能够帮助学生全面了解光电子学的基本理论和应用，培养学生的分析和解决问题的能力，为学生在光电子学领域的学习和研究奠定基础。

《结构化学》教学大纲课程编号：11107014学时：72学分：4课程类别：专业必修课面向对象：化学专业本科学生课程英文名称：Structural Chemistry一、课程的任务和目的《结构化学》是为化学专业本科生开设的一门专业必修课，教学计划中安排在第六学期开设。

本课程是从原子、分子的尺度研究物质的结构及结构与物质的物理、化学性质的关系的一门基础学科。

目的是使学生通过本课程的学习，掌握微观物质运动的基本规律，获得原子、分子及晶体结构的基本理论、基础知识，了解物质的结构与性能关系，了解研究分子和晶体结构的近代物理方法的基本原理，加深对前修课程如无机化学、有机化学等有关内容的理解，为中级无机化学等后续课程的学习打下必要的基础。

二、课程教学内容与要求（一）绪论明确结构化学课程的任务、内容和学习方法。

（二）量子力学基础和原子结构1. 教学内容（1）微观粒子的波粒二象性。

（2）实物微粒的运动规律—定态薛定谔方程。

（3）一维势箱中运动的粒子。

（4）氢原子与类氢离子的波函数。

（5）波函数和电子云的图示法。

（6）中心力场模型和原子轨道。

（7）原子轨道能与能级次序。

（8）电子自旋。

（9）原子核外电子排布与元素周期律。

2. 教学要求：（1）了解微观粒子运动的特点，量子力学处理微观体系的过程，本征值、本征函数和本征方程，原子光谱项。

（2）掌握罗意关系式，体系哈密顿算符和薛定谔方程，量子数的意义和取值，类氢体系的能量、角动量及其分量的计算，波函数与电子云的各种图示法，中心力场近似模型的思想，原子轨道和电子自旋的概念，行列式波函数。

3．重点和难点重点：微观粒子的波粒二象性，实物微粒的运动规律—定态薛定谔方程。

难点：氢原子与类氢离子的定态薛定谔方程的求解。

（三）共价键理论和分子结构1. 教学内容（1）价键理论的要点。

（2）氢分子离子和共价键的本质。

（3）分子轨道理论。

（4）双原子分子结构。

（5）杂化轨道理论简介。

（6）离域π键与共轭分子结构。

光电子能谱简介光电子能谱（Photoelectron Spectroscopy）是一种研究材料电子结构的方法，通过测量材料中被光激发出的电子的能量和动量分布，可以获得关于材料中原子和分子能级、电子态和能带结构的信息。

光电子能谱广泛应用于物理学、化学、材料科学等领域，对于理解材料的性质和反应机制具有重要意义。

原理光电子能谱的原理基于光电效应。

光电效应是指当光照射到金属表面时，如果光子的能量大于金属的功函数，光子被吸收，电子获得足够的能量以克服金属对电子的束缚力，从而从金属表面逸出。

逸出的电子称为光电子，其动能和飞行方向将反映出金属的电子能带结构。

光电子能谱实验中，通常使用紫外光源或X射线源作为光激发源。

光子进一步与待测样品相互作用，被激发的电子会穿过一个能量分析器，如电子能量分析器，该分析器可以测量光电子的动能和角分布。

通过测量不同能量的光电子的强度，可以得到材料的能带结构及电子态密度等相关信息。

仪器设置光电子能谱实验通常由以下仪器组成：1.光源：通常使用紫外光源或X射线源，产生具有足够能量激发样品中的电子。

2.能量分析器：用于测量光电子的动能和角分布。

常用的能量分析器包括电子能量分析器（hemispherical analyzer）和角度分辨能量分析器（cylindrical analyzer）等。

3.检测器：用于检测并记录光电子的强度。

4.样品台：用于放置待测样品，通常具有旋转和倾斜功能。

5.控制和数据采集系统：控制光源、能量分析器、检测器等仪器，同时采集和记录实验数据。

实验步骤光电子能谱实验的一般步骤如下：1.样品制备：将待测样品制备成所需形式，通常要求样品表面平整、清洁，并保持在超高真空环境下。

2.样品加载：将样品加载到实验装置的样品台上，并调整样品的位置和角度，以便获得所需的测量信号。

3.能量校准：通过测量标准样品的光电子能谱，校准能量分析器的刻度。

4.实验参数设置：根据实验需求，设置光源的能量、极化方向等参数，以及能量分析器的工作模式和角度分辨率等参数。

XPS原理及分析精品课件(二)
XPS原理及分析精品课件是一门针对X射线光电子能谱仪（XPS）的课程，下面列出了该课件的主要内容：
1. XPS的基本原理
XPS是一种表面分析技术，利用X射线照射样品表面，使得样品表面的原子和分子发生电离，电离后的电子被收集并分析，从而得到样品表
面元素的化学状态和含量信息。

2. XPS的仪器结构
XPS仪器主要由X射线源、样品台、能谱仪和电子探测器等部分组成。

其中，X射线源用于产生X射线，样品台用于支撑样品并调整样品位置，能谱仪用于分析电子能量，电子探测器用于收集电子。

3. XPS的分析流程
XPS分析的流程包括样品表面清洁、样品放置、X射线照射、电子收集
和分析等步骤。

其中，样品表面清洁非常重要，因为样品表面的杂质
会影响分析结果。

4. XPS的应用领域
XPS广泛应用于材料科学、化学、生物医学等领域，可以用于表面化学分析、物质表征、薄膜分析等方面，具有非常重要的应用价值。

5. XPS的优缺点
XPS具有高分辨率、高灵敏度、非接触式等优点，但也存在着分析深度有限、样品表面必须平整等缺点。

6. XPS的发展趋势
随着科技的不断进步，XPS技术也在不断发展。

未来XPS技术将更加精细化、自动化和多功能化，可以应用于更广泛的领域。

以上就是关于"XPS原理及分析精品课件"的相关内容，希望对大家有所帮助。

天津大学精品课程-材料现代研究方法材料Ｘ射线光电子能谱数据处理及分峰的分析实例例：将剂量为1×107ions/cm2，能量为45KeV的碳离子注入单晶硅中，然后在1100C退火2h进行热处理。

对单晶硅试样进行XPS测试，试对其中的C1s高分辨扫瞄谱进行解析，以确定各种可能存在的官能团。

分析过程：1、在Origin中处理数据图1将实验数据用记事本打开，其中C1s表示的是C1s电子，299.4885表示起始结合能，-0.2500表示结合能递减步长，81表示数据个数。

从15842开始表示是光电子强度。

从15842以下数据选中Copy到Excel软件B列中，为光电子强度数据列。

同时将299.4885Copy到Excel软件A列中，并按照步长及个数生成结合能数据，见图2。

图2 将生成的数据导入Origin软件中，见图3。

图3此时以结合能作为横坐标，光电子强度作为纵坐标，绘出C1s谱图，检查谱图是否有尖峰，如果有，那是脉冲，应把它们去掉，方法为点Origin 软件中的Data-Move Data Points，然后按键盘上的↓或↑箭头去除脉冲。

本例中的实验数据没有脉冲，无需进行此项工作。

将column A和B中的值复制到一空的记事本文档中（即成两列的格式，左边为结合能，右边为峰强），并存盘，见图4。

图42、打开XPS Peak，引入数据：点Data----Import(ASCII)，引入所存数据，则出现相应的XPS谱图，见图5、图6。

图5图63、选择本底：点Background，因软件问题， High BE和Low BE的位置最好不改，否则无法再回到Origin，此时本底将连接这两点，Type可据实际情况选择，一般选择Shirley 类型，见图7。

图74、加峰：点Add peak，出现小框，在Peak Type处选择s、p、d、f等峰类型（一般选s），在Position处选择希望的峰位，需固定时则点fix前小方框，同法还可选半峰宽（FWHM）、峰面积等。

《结构化学》教学大纲
一、课程基本信息
二、课程教学目标
1.了解用量子力学研究原子结构的基本方法，理解波函数和电子云的径向分布函数和角度分布及核
外电子排布的基本原理，掌握原子、分子和晶体中电子运动的基本规律。

2.了解用量子力学研究分子结构和配合物结构的基本方法，掌握分子轨道理论和配位场理论的基本
原理，深入了解化学键的本质。

初步了解研究分子结构的近代物理实验方法的基本原理。

3.了解晶体点阵结构的特点，理解X-射线衍射的基本原理及Laue和Bragg方程，了解粉末法物相
分析的基本原理。

4.了解金属键的自由电子模型和固体能带理论，掌握球的密堆积、金属单质的结构和离子晶体的若
干简单结构型式，了解离子配位多面体及其连接规律。

三、理论教学内容与要求
四、考核方式
根据结构化学课程的特点，考核方式以期末闭卷考试为主，平时成绩为辅。

期末考试试卷的成绩占总成绩的80%，课堂提问、上课出勤和课后作业作为平时成绩的考核依据共占据20%。

考试的内容以课堂教学的内容为主，考察学生对结构化学基本内容的掌握程度。

期末考题的类型包括选择题，填空题，简答题和综合计算题。

光谱课程遵循的三个原则光谱是一个多学科的交叉学科，在光谱分析领域的应用非常广泛。

在此课程中融入了光学、物理化学、电子技术等学科的知识，不仅可以帮助学生理解和掌握光谱分析的原理，而且可以让学生对光学和电子技术有更深刻的理解。

根据光谱理论框架提出的模型对于光波长变化以及不同波长下现象之间的关系会有不同的理解。

同时对于光谱分析的原理、光谱分析软件以及一些工具可以很好地运用到光谱分析当中来，这也会对学生进行光谱分析过程中应用知识能力相结合得到更全面的提升。

但是，在具体应用过程中，由于相关学科之间的知识、方法不同或目标定位各异等原因，学生在这一过程中也会遇到一些困难和问题。

如何避免这些问题的出现？这就需要学生掌握光谱实验应遵循的三个原则来加以解决。

1.目标定位学生选择适合自己的课程时，一定要定位清楚自己要学习的目标，并且根据目标进行调整。

每个人的目标都不同，这是一个正常的现象；如果目标定位没有找准，就会导致学生产生畏难情绪，影响了后续课堂的学习。

对于这一类学生就要制定出详细的计划表并进行相应的指导。

比如有些学生可能是想要了解光谱分析在电子产品上的应用，那么他所要掌握的知识主要就是激光技术。

而对于这类学生，由于他本身喜欢用激光来进行电子产品的测试且会操作使用激光设备来进行数据处理等方面的内容。

因此要结合所学知识将其转变成能够进行操作并且数据分析也可以解决实际问题的能力。

还有学生可能是想为了更好地理解激光技术所产生的变化，也想在此课程当中通过实验来检验激光技术是否能应用到实际应用当中来。

如果没有确定这些目标就进行实验则会使这一教学目标没有达到预期效果而变得徒劳和无效。

2.基本概念光谱就是光谱的缩写，是利用一定波长范围内的光所产生的光谱现象。

这是一种简单、准确、实用、稳定的分析方法。

对于初学者来说，学习光谱是一项艰苦的工作。

在课程教学过程中，我们主要通过讲解理论模型和应用案例为学生进行光谱分析，通过大量实验数据帮助学生建立光谱学模型，同时也可以培养学生应用知识的能力。