第二章电子能谱的物理基础.pdf

第二章 电子能谱的物理基础 一、原子能级及其表示 二、原子的激发和弛豫效应 三、结合能与化学位移 四、终态效应 1、原子壳层和电子能级轨道 l 我们知道物质是由原子、分子组成的，而原 子又是由原子核和围绕原子核作轨道运动的 电子组成的。电子的其轨道中运动的能量是 不连续的、量子化的。电子在原子中的状态 常用量子数来进行描述。 l 主量子数n =1, 2, 3, 4, 可用字母符号K, L, M, N 等表示，以标记原子的主壳层，它 是能量的主要因素。角量子数l =0, 1, 2, 3, , (n-1)，通常用s, p , d, f 等符号表示，它 决定能量的次要因素。总角量子数j ， j =|l ±s|，s为电子自旋量子数，s =1/2 。一个 电子所 原子中的能级可以用n, l, j 三个量 子数来标记(nlj) 。如2p3/2, 3d5/2 l 电子能谱测量的是材料表面出射的电子能 量，所以必需要有 些规范来描述所涉及到 的每一个轨道跃迁电子。XPS 中所用的符号 表示与AES中的不同，XPS用所谓的光谱学 符号标记，而AES中俄歇电子则用X射线符 号标记。 表2-1：量子数、光谱学符号和X射线符号间的关系 量子数 电子能级 n l j X射线符号 光谱学符号 4f7/2 N 7 1 0 1/2 K 1s 4f5/2 N 6 1/2 4d5/2 N 5 2 0 1/2 L 2s 4d3/2 N 4 1 1/2 4p3/2 N 3 1 1/2 L2 2p 1/2 4p 1/2 N 2 3/2 L 2p 4s 1/2 N 1