X射线光电子能谱仪是用X射线去辐射样品，使原子或分子的内层电子或价电子受激发射出来。被光子激发出来的电子称为光电子，可以测量光电子的能量，以光电子的动能为横坐标，相对强度(脉冲/s)为纵坐标可做出光电子能谱图，从而获得待测物组成。
能谱仪的使用范围
1、高分子、陶瓷、混凝土、生物、矿物、纤维等无机或有机固体材料分析;
2、金属材料的相分析、成分分析和夹杂物形态成分的鉴定;
3、可对固体材料的表面涂层、镀层进行分析，如：金属化膜表面镀层的检测;
4、金银饰品、宝石首饰的鉴别，考古和文物鉴定，以及刑侦鉴定等领域;
5、进行材料表面微区成分的定性和定量分析，在材料表面做元素的面、线、点分布分析。
能谱仪的优点
分析速度快
能谱仪可以同时接受和检测所有不同能量的X射线光子信号，故可在几分钟内分析和确定样品中含有的所有元素，带铍窗口的探测器可探测的元素范围为11Na~92U，20世纪80年代推向市场的新型窗口材料可使能谱仪能够分析Be以上的轻元素,探测元素的范围为4Be~92U。
灵敏度高
X射线收集立体角大。由于能谱仪中Si(Li)探头可以放在离发射源很近的地方(10㎝左右)，无需经过晶体衍射，信号强度几乎没有损失，所以灵敏度高(可达104cps/nA，入射电子束单位强度所产生的X射线计数率)。
此外，能谱仪可在低入射电子束流(10-11A)条件下工作，这有利于提高分析的空间分辨率。
谱线重复性好
由于能谱仪没有运动部件，稳定性好，且没有聚焦要求，所以谱线峰值位置的重复性好且不存在失焦问题，适合于比较粗糙表面的分析工作。
能谱仪的性能指标
固体角：决定了信号量的大小，该角度越大越好
检出角：理论上该角度越大越好
探头：新型硅漂移探测器(SDD)逐步取代锂硅Si(Li)探测器
能量分辨力：最高级别的能谱仪分辨力可达121eV
探测元素范围：Be4～U92
能谱仪使用注意事项
a) 样品分析面确保不受污染，可使用异丙醇，丙酮，正己烷，或三氯甲烷溶液(均为分析纯)清洗以达到清洁要求;
b) 使用玻璃制品(如表面皿、称量瓶等)或者铝箔盛放样品，禁止直接使用塑料容器、塑料袋或纸袋，以免硅树脂或纤维污染样品表面;
c) 制备或处理样品时使用聚乙烯手套，禁止使用塑料手套和工具以免硅树脂污染样品表面。
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