XPS小课堂丨XPS谱本底的来源和形状

X射线光电子能谱仪（XPS）是利用X射线激发样品表面元素的内层能级电子成为光电子的技术。

在XPS的分析过程中，XPS谱中我们能够观察到：

这些谱图特征对于理解采集的谱图，丰富XPS实验信息内容非常重要，本期我们将介绍光电子谱本底（背景）的产生的来源和形状。

每次光电子发射之后，存在与光电子相关的累积本底信号，这些光电子由于固体中的非弹性碰撞而损失能量，但仍然具备足够的能量逃逸出表面，而非弹性碰撞出来的电子就变成了连续的本底（也称为“背景”）。

光电子在固体中的非弹性散射的能量损失是连续发生的，即光电子不一定是一次非弹性散射后就飞出了固体表面，有可能会发生多次的非弹性散射才飞出固体表面，并且每一次损失的能量也不尽相同，所以我们检测到的经过能量损失的光电子的能量是连续的，从高结合能端一直延伸到低结合能端。通常，本底的计数首先突然增加，然后在高于光电子峰之后随着结合能增加而缓慢下降。

下图为典型的全谱谱图，在全谱中我们能明显看到本底是高结合能端高而低结合能端低的形状。

这是由于高动能（低结合能）的光电子的非弹性碰撞部分和高结合能（低动能）的光电子的非弹性碰撞的本底叠加起来，会导致在高结合能（低动能）端的本底要比低结合能（高动能）端的本底更高一些。

如图中所示，O和C的1s的光电子都会产生非弹性散射的本底，但是C峰的本底会叠加到O峰的左边（高结合能端）。

O和C的1s的光电子都会产生非弹性散射的本底，都在他们的谱峰的左边，但是O左边的本底是由O本身的光电子的本底和C峰的本底叠加形成的，而C的左边的本底比较低，是由于仅有C本身的本底，没有O的本底。

除本底之外，XPS谱峰中还有其他的伴线结构，如光电子输送过程中因非弹性散射（损失能量）而产生的能量损失峰，俄歇电子峰等结构。如上图中所示，C 1s峰左侧画红圈的区域为特征的能量损失峰，是由于光电子和固体材料中的其他电子交互作用形成的等离子激元所造成的。

本期我们简单介绍了XPS中本底的产生和形状，后续我们也将会介绍其他的伴线结构。