電子能譜分析的類型

根據所采用的激發源的不同，電子能譜分析主要可分為以下兩大類：一是以光電子能譜（簡稱PES）；二是電子束作激發源去照射樣品，測量樣品所發射出的俄歇電子能量，稱為俄歇電子能譜（簡稱AES）。

1、光電子能譜

以一定能量的X射線或光（如紫外光）照射固體表面時，被束縛于原子各種深度的量子化能級上的電子被激發而產生光電子發射。所發射的電子的動能隨原電子所在能級的不同而異，形成所謂光電子能譜。采用光電子能譜方法可以探測物質內部的各種電子能級，獲得關于電子束縛能、原子的結合狀態和電荷分布等電子狀態信息。光電子能譜與物質的狀態、能級或能帶結構以及電子來自的內層軌道或外層軌道等因素有關，因此，光電子能譜也是帶有物質成分、結構等信息的特征譜。

依據激發源的不同，光電子能譜分為x射線光電子能譜和紫外光電子能譜。

X射線光電子能譜以軟X射線（能量200～2 000 eV）為激發源，激發原子的內層電子；而紫外光光電子能譜以紫外光（能量10～45 eV）為激發源，激發固體的價帶電子。原子中的內層電子或價電子吸收能量足夠大的光子后，會離開原子成為光電子，根據測定發射出來的光電子的特征能量，可定性地確定樣品表面上存在的元素，把未知樣品光電子能譜和已知的表面組分標準樣品的光電子能譜進行對比，或者和一系列相應的純元素光電子能譜進行對比，即可對樣品表面的組分進行定量成分分析。

2、俄歇電子能譜

高速電子打到材料表面，除產生X射線外，還會激發出俄歇電子等。俄歇電子也是一種可以表征元素種類及其化學價態的二次電子。

當原子內殼層的一個電子被電離后，處于激發態的原子恢復到基態的過程之一是發射出俄歇電子。這是在被激發出內層電子的空穴被外層的電子填入時，多余的能量以無輻射的過程傳給另一個電子，并將它激發出來，最后使原子處于雙電離狀態。因此，俄歇電子發射過程是二級過程，原子處于雙電離狀態。它與光電子輻射的區別還在于它是一真實的無輻射過程。

俄歇電子效應對表面微量元素有很高的靈敏度，能探測周期表中氦以后的所有元素，而且分析速度快。應用俄歇電子譜可以對材料進行成分定性、定量分析。

雖然X射線、離子等激發源也可用來激發俄歇電子，但由于電子便于產生高束流、容易聚焦和偏轉，故通常采用電子束作為俄歇電子的激發源。為了激發俄歇躍遷，在常規AES中產生初始電離所需的入射電子能量在1～30 keV。

根據俄歇電子的特征能量，可以定性地確定樣品表面上存在的元素分布；若把未知樣品的俄歇電子能譜與已知表面組分的標準樣品的俄歇電子能譜進行對比，或者與一些純元素的俄歇電子能譜進行對比，就可以對樣品的表面組分進行定量分析。