GB/T 21006-2007 表面化学分析 X射线光电子能谱仪和俄歇电子能谱仪 强度标的线性

；

犐犆犛３５．２４０．７０７１．０４０．４０

犔６７

中华人民共和国国家标准

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犌犅犜２１００６２００７犐犛犗２１２７０２００４

表面化学分析犡射线光电子能谱仪和

俄歇电子能谱仪强度标的线性

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狔狔狆犵

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狆狔狔

（：，）

ＩＳＯ２１２７０２００４ＩＤＴ

２００７０７２６发布２００８０３０１实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

发布

中国国家标准化管理委员会

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犌犅犜２１００６２００７犐犛犗２１２７０２００４

目次

前言Ⅰ

引言Ⅱ

１范围１

２规范性引用文件１

３符号１

４方法概要１

５何时使用本标准２

６评估强度线性的程序２

附录（资料性附录）用谱比率法（方法二）线性测量结果举例

Ａ８

参考文献１０

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前言

本标准等同采用ＩＳＯ２１２７０２００４：《表面化学分析Ｘ射线光电子能谱仪和俄歇电子能谱仪强度

标的线性》（英文版）。

本标准等同翻译ＩＳＯ２１２７０２００４：。为了方便使用，本标准做了下列编辑性修改：

———用小数点符号“”代替小数点符号“，”；

．

———用“本标准”代替“本国际标准”。

本标准附录为资料性附录。

Ａ

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Ⅰ

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引言

用俄歇电子能谱（）或射线光电子能谱（）对材料表面进行定量分析时需要测量谱线强

ＡＥＳＸＸＰＳ

度。除非经过校正，仪器强度标的非线性将直接导致所测结果存在误差。通常，强度标在非常低的计数

率时是线性的，但随着计数率的增加将逐渐变成非线性。强度测量依赖于强度信号测量系统，其输出的

信号被设定正比于所测的强度。在计数系统中，期望此比值是。如果此比值随信号强度或计数率而

１

改变，则此测量系统被认为是非线性的。通常认为非线性小于１％并不严重。当计数率超过最高容许

［，］

计数率５％时，强度标的非线性可能会超过１％１２。对许多仪器来说，只要正确设置检测系统，则非线

性在数月内不会有显著变化。对上述仪器，计数率可以用相应的关系式进行校正，使得校正后的强度在

最大容许计数率的更大范围内都是线性的。本标准描述了两种用于校正的简单关系式，其中涉及到一

个称为检测系统死时间的参数。有些仪器的非线性不能用简单的关系式预测或描述。对这些仪器，本

标准可用于测量非线性程度和确定可接受的线性离散限度下的最大计数率。这种线性离散限度可由用

户根据分析要求恰当地选定。

本标准提供了两种测量线性的方法。方法一的原理是谱仪的输出信号正比于ＡＥＳ中的电子束流

［］

或中的射线束通量１。这是最简单的方法，可在下述仪器上进行操作，这些仪器的束流或通量

ＸＰＳＸ

可设定个或者更多个近似等距间隔，直至使用本标准规定的最大计数率所需的束流或通量。但对于

３０

［］

有些射线通量只能设定个或小于个预定值的谱仪，不能使用方法一，需要用方法二２。

Ｘ２３０ＸＰＳ

当鉴定一台新谱仪时，为了使谱仪能在合适的计数率范围内工作需要使用本标准。在下述情况下

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需要重新使用本标准校正：）对检测电路作任何实质性调整后；）（自从上次使用本标准检验后）倍增器

１２

电压已经增加了厂商提供的增量范围的／后；）更换电子倍增器后；）间隔大约个月后。

１３３４１２

Ⅱ

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表面化学分析犡射线光电子能谱仪和

俄歇电子能谱仪强度标的线性

１范围

本标准规定了两种方法，用于测定和谱仪强度标在容许线性离散限度范围内的最大计

ＡＥＳＸＰＳ

数率。它也包括校正强度非线性的方法，以便那些谱仪可使用更高的最大计数率，对于这些谱仪相关的

校正公式已被证明是有效的。

２规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有

的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究

是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

ＩＳＯ１８１１５表面化学分析词汇

３符号

犈———测量的ＣｕＬＶＶ峰的能量值；

Ｃｕ３

犈———第个能量通道的能量值；

犼犼

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———中第个电子束流通量值或中第个射线阳极发射电流值；

犐ＡＥＳ犻ＸＰＳ犻Ｘ

犻

犽———常数；

（）———高强度射线谱在能量处的校正计数率；

犕犈Ｘ犈

Ｈ犼犼

———第个通量值的校正计数率；

犕犻犻

（）———低强度射线谱在能量处的校正计数率；

犕犈Ｘ犈

Ｌ犻犼

（）———高强度射线谱在能量处的测量计数率；

犖犈Ｘ犈

Ｈ犼犼

———第个通量值的测量计数率；

犖犻犻

（）———低强度射线谱在能量处的测量计数率；

犖犈Ｘ犈

Ｌ犼犼

———该系统使用的和使该系统保持在由（）给定的容许线性离散限范围内的最大计数率；

犖ｍａｘ犽１±δ

±δ———线性限度分数；

τ———延长死时间；

ｅ

τ———非延长死时间。

ｎ

４方法概要

可用两种方法评估仪器强度的线性。本标准提供的方法一是一种通用方法，它适用于ＡＥＳ仪器以

及射线通量可有个或更多个等距间隔和已知增量的谱仪。该法称为改变源通量法。对于

Ｘ３０ＸＰＳＸ

射线通量只有个或更多但少于个设置的谱仪，方法一不适用；本标准提供了方法二，该法叫

２３０ＸＰＳ

做谱比率法。

在方法一中，谱仪必须配备用于清洁样品的惰性气体离子溅射枪。强度标线性测量用溅射清洁过

的纯铜样品进行。方法二也可用该样品；如果没有配备离子枪，则可用不锈钢样品或样品托。６．１中描

述了样品的选择，和则叙述了样品的准备步骤。介绍了谱仪设置的选择，描述了仪器

６．２６．３６．４６．５

的操作。

１

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在方法一中，如６．６所述，谱仪检测ＣｕＬＶＶ俄歇电子峰的计数率。然后，所得计数率作为电子束

３

流的函数或作为射线通量的函数，该射线通量中有个或更多个近似等距的增量。如所述，

ＸＸ３０６．７

测得的计数率与ＡＥＳ中电子束流的比值对测得的计数率作图，或测得的计数率与ＸＰＳＸ中射线通量

的比值对测得的计数率作图得到的曲线，可用于决定线性范围和相关的校正。

叙述了方法二，它用于射线通量无法获得个设定值的谱仪。它分别记录一个高的

６．８Ｘ３０ＸＰＳ

和一个低的射线源发射电流下的全扫描谱图。如所述，对于每一能量通道，这两个全扫描谱图

Ｘ６．９

计数率的比值对高发射电流测得的谱在该通道的计数率作图，就可用于测定线性范围和有关的计数率

校正。

最后，总结了记录的数据。

６．１０

５何时使用本标准

当鉴定一台新谱仪，以使谱仪能在合适的计数率范围内工作时，需要使用本标准。在下述情况下需

要重新使用本标准校正：）对检测线路作任何实质性调整后；）（自从上次使用本标准检验后）倍增器

１２

电压已经增加了厂商提供的增量范围的／后；）更换电子倍增器后；）间隔大约个月后。

１３３４１２

６评估强度线性的程序

６．１样品

如果或谱仪配备有用于清洁样品的惰性气体离子枪，则可用方法一（改变源通量法）。

ＡＥＳＸＰＳ

该法用纯度至少是９９．８％的多晶铜样品，然后继续进行步骤６．２。而方法二（谱比率法）只适用于ＸＰＳ

谱仪。此方法可用纯度至少为９９．８％的多晶铜样品或不锈钢样品或样品托。如果仪器不配备惰性气

体离子枪，则应该用不锈钢样品或样品托。然后继续进行步骤６．３。

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

注：为了方便，可用铜箔样品，其面积为，厚度为。

１１０ｍｍ×１０ｍｍ０．１ｍｍ０．２ｍｍ

～

注：如果使用不锈钢样品，可用面积为，厚度为的不锈钢片，或用不锈钢样品

２１０ｍｍ×１０ｍｍ０．１ｍｍ０．２ｍｍ

～

托，或选用其他形式的不锈钢样品。

６．２准备铜样品

６．２．１如果样品需要清洁，则把样品放在１％硝酸中快速浸一下，然后用蒸馏水迅速淋洗干净。

６．２．２用螺丝或其他金属件将样品固定在样品托上以确保样品的电接触。不要使用胶带。

６．２．３谱仪达到超高真空后用离子溅射法清洁样品以减少污染碳和氧的含量，直至全扫描谱图中它们

的信号峰高度均小于最强金属峰高度的。记录全扫描谱图，确认所有的强峰均来自。此试验对

２％Ｃｕ

真空度的要求是在完成或的数据采集后或在当天工作结束时，氧和碳的峰高均小于最强金属

６．６６．８

峰高的３％。

注：适于样品清洁的惰性气体离子溅射条件为：的氩离子，离子束流为，溅射面积为２，溅射时间

１５ｋｅＶ３０Ａ１ｃｍ

μ

为１ｍｉｎ。

注：的和谱图实例见参考文献［］［］。

２ＣｕＡＥＳＸＰＳ３６

～

６．２．４尽量在一个工作日完成本标准的相关工作。如果所需时间超过一天，则在每天开始前要确保样

品的清洁度。然后继续进行步骤６．４。

６．３准备不锈钢样品或样品托

６．３．１依次用蒸馏水和乙醇清洗不锈钢样品或样品托以除去操作过程中的污染。用螺丝或其他金属

件将样品固定在样品托上以保证样品电接触。不要使用胶带。

注：被空气污染的不锈钢样品的谱图的例子见参考文献［］、［］和［］。

ＸＰＳ２７８

６．３．２如有可能，在谱仪系统的工作压力下，把样品留在真空中过夜，使污染物的解吸达到稳定。

６．４选择强度线性测量所需的谱仪设置

选择强度线性测量所需的谱仪运行参数。针对每一组谱仪设置组合如通透能、减速比、狭缝、透镜

２

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设定等，重复进行６．４６．１０的操作步骤。在谱仪工作日志中记下这些设置的数值。

～

注：不同谱仪及其电路的设计是不同的，用于一台谱仪线性测量的一组设置如透镜设定、狭缝和通透能未必对其他

谱仪的设置有效。许多谱仪学家在最佳设置条件下进行准确测量，所以只需要对该分析条件下的设置进行线

性评估。虽然有些简单的仪器的设计对所有使用的设定都有一致的线性结果，但任何结果都只对测试时所用

的设置参数有效。

６．５操作仪器

６．５．１按照厂商的说明书或当地规定的使用指南操作仪器。谱仪烘烤后要完全冷却。确保以下操作

在厂商推荐的范围内：源功率（）、初始束流（）、计数率、谱仪扫描速度和其他厂商指定的参数。

ＸＰＳＡＥＳ

检查电子倍增器的设置是否已正确校准。对多通道检测器系统，确保实验前按厂商的推荐进行了优化

和核对。

注：不正确的检测器设置可能会加大强度标的非线性，而且这种非线性会随时间和样品不同而不同。倍增器电压

［］［］

９１０

的正确设定尤其重要，因为在倍增器寿命期间常常需要增加电压。计数电子鉴别器的正确设置也很

重要。

对谱仪，和对射线通量可设个或个以上近似等距增量的谱仪，用所述

６．５．２ＡＥＳＸ３０３０ＸＰＳ６．６

的改变源通量法。对于射线通量只能有个或更多个但少于个设定值的谱仪，直接用

Ｘ２３０ＸＰＳ６．８

所述的谱比率法。

６．６改变源通量法测量强度标线性

使用经过溅射清洁的铜样品，确定俄歇电子峰。用低电子束流或低射线通量，测量

６．６．１