原理及び特徴

原理：物質にＸ線を照射すると、その表面から光やＸ線や電子が放出されます。Ｘ線光電子分光法はＸ線照射により放出される電子（光電子）を検出して、主に固体表面にある元素の種類、原子の結合状態を測定する、いわゆる表面分析です。 簡単な原理図を図4-1に示します。

物質表面にエネルギ－hνの光子（Ｘ線）を照射し、放出した光電子の運動エネルギーをＥkとすると、その軌道電子の結合エネルギー（束縛エネルギ－）Ｅbとの間には、

Ek=hν-Ek-qϕ

の関係が成り立ちます。そこで、hνが一定のＸ線を照射すれば、放出電子のＥkを測定することにより電子のＥbが間接的に求められます。

特長：XPSを表面分析の他の分析機器に比べてた場合、最小検出感度は良くありませんが、結合状態の変化によるスペクトルのシフト（ケミカルシフト）から原子間の結合状態を知ることができるという長所があります。図4-2はケミカルシフトの例であり、シリコン(Si)と他の原子（酸素）の結合状態が変化することによって、Si2pのピーク位置にシフトが認められます。なお、元素によってはＸ線によるオ－ジェピ－クが混在すること、さらに絶縁物の場合には、帯電によるスペクトルのシフトが起こることなどがあり、光電子スペクトルの解析には、かなりの基礎データと経験による総合的な判断が必要です。

【ESCA-300の特長】
角度分解X線光電子分光分析(ARXPS)
○光電子の電子連巣の取り込み角：3.3度
○光電子の脱出角：　0～90度
高分解能X線光電子分光分析（HRXPS）
○各種構造の分離検出
高感度X線光電子分光分析（HSXPS）
○検出感度：0.01～0.001分子層

仕様（シエンタ：ESCA-300）

1. Ｘ線源

   回転陽極	Al Kα線(1,487eV)
   最大出力	8kVA(通常3kVA～4kVA)
   単色化	あり

2. アナライザ

   エネルギ－範囲	0～1,486.6eV
   分解能	Auのフェルミ端　0.27eV半値幅（高分解モード） Si2p　0.45eV半値幅（常用の測定条件にて）

3. 試料・試料処理

   試料状態	固体、粉体
   試料寸法	直径最大40mm×40mm　,厚さ25mm以下
   同時装着個数	任意
   試料温度	標準：室温 （別室でmax400℃まで加熱可能）
   イオンスパッタ	Ａｒイオンガン

4. 測定機能

   測定範囲域	0.5×4mm
   定量分析	可能

5. デ－タ処理：コンピュータシステムによる高速処理
   波形分離、カーブフィッティング
   積算
   バックグランドによるデータの平滑化
   

使用例