X射线光电子能谱仪的能量扫描方式与分辨率和灵敏度关系

X射线光电子能谱仪的能量扫描方式与分辨率和灵敏度关系
在固定仪器条件下，分析器调定的通过能量E0 愈小，对谱峰的展宽贡献△E1/2（分析器）愈小，因此较高动能的光电子进入分析器前，最好予先减速。减速有两种方式：一种是固定分析器能量（CAE 或FAT ) ，不同动能的光电子经不同的减速场作用，最后分别减速为一定的动能E0 进入分析器；另一种是固定减速比（CRR 或FRR），不同动能的光电子经不同的减速场作用，使减速前动能E K″（下图）与减速后进入分析器能量E0之比k=EK″/E0为一常数。后者与前者相比，除了都有减速场能量扫描，还必须多一个分析器能量扫描与之同步配合。

　　在CAE 能量扫描方式中，从分辨率考虑，△E1/2（分析器）为一常数，选择的E0愈大，则△E1/2（分析器）愈大；从灵敏度考虑，选择的E0愈大及减速前光电子动能愈小，则灵敏度愈大（即不需要大的减速场）。在CRR 能量扫描方式中，从分辨率考虑，△E1/2（分析器）/ E0为一常数，选择的k 愈大，则E0及相应△E1/2（分析器）愈小；从灵敏度考虑，选择k 愈小及减速前光电子动能愈大（即大的E0= E K″/k），则灵敏度愈大。
　　对于XPS，一般采用CAE 扫描方式。XPS的谱峰比较窄，峰形包含丰富的化学信息，采用CAE 扫描方式，分析器外加激发源对全谱图每个峰的分辨率贡献都是一样的，并且可以通过选择不同的E0，控制谱峰分辨率。然而缺点是低动能端非弹性散射电子和二次电子形成的高背景由于灵敏度大，进一步受到夸大，另外如果对分析器透镜没有特殊考虑时，有时不同动能的光电子，因施加的减速场不同，从而取样面积随光电子动能的不同而改变。
　　对于AES ，一般采用CRR 扫描方式。俄歇谱峰涉及三个电子能级，谱峰本来就很宽，高达几个电子伏特，特别是AES 处于高空间分辨率情况，小电子束斑的束流很低，为了保证足够灵敏度，更是在低分辨率情况下工作，这样△E1/2（分析器）的变化与本来就很宽的峰相比并不关键，另外俄歇电子能谱以电子枪为激发源时，希望利用上述CRR 的灵敏度规律对其大量低能非弹性散射电子形成高背景有压低作用，使整个谱图平缓。然而在这种扫描方式中，不同动能的俄歇电子入射到检测器的E0不固定，造成检测器增益不为常数，使俄歇峰强度随俄歇电子动能的不同，呈现未知的变化