光照-x射線光電子能譜同步分析測試裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種光照-X射線光電子能譜同步分析測試裝置，屬于X射線光電子能譜分析測試技術領域。
【背景技術】
[0002]X射線光電子能譜技術是一種重要的表面分析手段。該技術是基于光電效應，當一束X光照射到材料表面時，光子可以被材料中某一元素的原子軌道上的電子所吸收，使得該電子脫離原子核的束縛，以一定的動能從原子內部發射出來，變成自由的光電子。光電子被系統的能量分析器所探測，分析器對不同動能的電子數目進行記錄和統計，就可以回溯得到電子在樣品內部的結合能信息，這些信息反映的是材料內部的元素組成和元素化學態信息。X射線光電子能譜儀一般由超高真空系統、激發源(X射線光源）、電子能量分析器、檢測器和數據系統，以及其它附件等構成。
[0003]XPS主要分析材料表面以下I納米到10納米范圍內的樣品元素組成及化合態。XPS能夠檢測到所有原子序數大于等于3的元素（即包括鋰及所有比鋰重的元素）。此外，X射線光電子能譜技術具有不損傷樣品、無污染、快捷、測量精度高，因而已成為材料表面科學研究最重要的手段之一，并被廣泛應用于化學分析、材料開發應用研究、物理理論探討等學術領域，以及機械加工、印刷電路技術、鍍膜材料工藝控制、納米功能材料開發等工業領域。
[0004]但是，目前的X射線光電子能譜技術只使用單一激發光源，無法實現外載光源照射下的X射線光電子能譜分析測試，嚴重限制了光電材料內部的電荷分離與迀移性質方面研究。基于此，如何實現兩種光源同步照射下的電子能譜分析技術成為本領域相關人員亟待解決的一個重要技術問題。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種光照-X射線光電子能譜同步分析測試裝置，用以實現外載光源及X射線同步照射材料表面進行物性分析。
[0006]—種光照-X射線光電子能譜同步分析測試裝置，包括置于真空腔室內的X射線源、電子傳輸透鏡、電子能量分析器和檢測器，其特征在于該裝置還包括外載光源，該外載光源包括光源探頭、光源發生器和光源控制器;所述光源發生器置于真空腔室的外部，其與光源探頭和光源控制器相連;所述光源探頭發出的光照射樣品表面;所述光源控制器設置于真空腔室的外部，能夠通過光源發生器自動控制光源探頭所提供的光的光照強度及波長。
[0007]所述光源探頭置于真空腔室的外部，且真空腔室壁上設有與其對應設置的光學窗
□O
[0008]所述光源探頭置于真空腔室內。
[0009]所述光源發生器為太陽能模擬器、氙燈、LED光源、激光器中的一種。其中，太陽能模擬器可提供光源的波長范圍為180 nm?3000 nm，強度為I?1000mW/cm2;氣燈可提供光源的波長范圍為190 nm?1100 nm，強度為I?2000 mW/cm2;LED光源可提供光源的波長范圍為180 nm?3000 nm，強度為I?1000mW/cm2;激光器可提供光源的波長范圍為180 nm?3000 nm，強度為I?IO15 mW/cm2。
[0010]本實用新型與現有技術相比具有以下優點：
[0011 ]在目前的X射線光電子能譜技術只使用單一激發光源的前提下，增加一種外載光源，能夠實現外載光源及X射線同步照射材料表面進行物性分析，擴展了 X射線光電子能譜表征分析技術應用范圍，能夠在光照條件下對材料的表面進行X射線光電子能譜表征，進而可以準確研究材料內部的物理性質。
【附圖說明】
[0012]圖I為本實用新型的結構示意圖。
[0013]圖中：I-X射線源，2-光源發生器，3-電子能量分析器，4-檢測器，5-樣品，6_真空腔室。
[0014]圖2為在紫外光照射及無光照條件下，Bi/Ti02納米管陣列的X射線光電子能譜圖。其中：曲線I為紫外光條件，2為無光照條件。
[0015]圖3為在可見光照射及無光照條件下，BiVO4多孔納米光電極的X射線光電子能譜圖。其中：曲線I為可見光條件，2為無光照條件。
[0016]圖4為在LED光照射及無光照條件下，Bi2Mo06/Zn0納米棒陣列的X射線光電子能譜圖。其中：曲線I為LED光條件，2為無光照條件。
[0017]圖5為在可見光照射及無光照條件下，SrTi03/Ti02異質結納米管陣列的X射線光電子能譜圖。其中：曲線I為可見光條件，2為無光照條件。
【具體實施方式】
[0018]實施例I
[0019]如圖I所示，一種光照-X射線光電子能譜同步分析測試裝置，包括置于真空腔室6內的X射線源I、電子傳輸透鏡、電子能量分析器3和檢測器4，該裝置還包括外載光源，該外載光源包括光源探頭、光源發生器2和光源控制器;光源發生器2置于真空腔室6的外部，其與光源探頭和光源控制器相連;光源探頭發出的光照射樣品5表面;光源控制器設置于真空腔室6的外部，能夠通過光源發生器2自動控制光源探頭所提供的光的光照強度及波長。
[0020]光源探頭置于真空腔室6的外部，且真空腔室6壁上設有與其對應設置的光學窗
□O
[0021 ]光源探頭置于真空腔室6內。
[0022]光源發生器2為太陽能模擬器、氙燈、LED光源、激光器中的一種。其中，太陽能模擬器可提供光源的波長范圍為180 nm?3000 nm，強度為I?IOOOmW/cm2;氙燈可提供光源的波長范圍為190 nm?1100 nm，強度為I?2000 mW/cm2;LED光源可提供光源的波長范圍為180 nm?3000 nm，強度為I?1000mW/cm2;激光器可提供光源的波長范圍為180 nm?3000 nm，強度為I?IO15 mW/cm2。
[0023]本實用新型裝置的具體使用方法為:將樣品5放置于真空腔室6內部，開啟光源發生器2，并同時開啟光源控制器，利用光源控制器控制合適光源及其需要的波長和強度，然后將光源探頭直接對準樣品5照射，同時開啟X射線光源進行樣品能譜分析，電子能量分析器3將捕捉到的電子分析后通過檢測器4轉化成最終得到的數據譜圖信息。
[0024]實施例2
[0025]在紫外光照射下，對Bi/Ti02納米管陣列進行X射線光電子能譜分析，同時將該結果與無光照條件下進行對比。具體步驟為先在無光照條件下對BVTiO2納米管陣列進行X射線光電子能譜分析，再在紫外光照射下對BVTiO2納米管陣列進行X射線光電子能譜分析。其中測試條件為:紫外光波長為300 nm，強度為100 mW/cm2，光照時間為2min0
[0026]根據Thermo Fisher公司出版的電子能譜標準參考手冊《XPS and AugerHandbook))，使用單色Alka作為X射線源時，金屬Bi4f 7/2峰的峰位在157. OeV附近,Bi2O3中的Bi4f7/2峰的峰位在159.06￥附近，1102中的1^2口3/2峰和018峰的峰位分別在458.56￥附近和529?530.OeV之間。污染Cls峰的峰位在284.8eV。
[0027]BVTiO2納米管陣列在紫外光照射及無光照情況下的X射線光電子能譜圖如圖2所示，在無光照下，1^4€7/2峰的峰位在159 . 5eV，為M2O3中的Bi4f7/2峰；在紫外光照射下，Bi4f7/2峰出現兩個峰，一個在157 . OeV，為金屬Bi4f7/2峰，另一個在159 . 2eV，為Bi2O3中的Bi4f7/2峰。而Ti2p3/2峰的峰位和Ols峰的峰位在紫外光照射前后不發生位移，分別在458. 5eV和530.0 eV。結果表明：在紫外光條件下，Bi4f7/2峰的峰位向較低結合能方向移動，并且會產生金屬Bi的Bi4f7/2峰，這說明在光激發下，躍迀的電子向Bi離子富集，