Dopasowanie pików XPS w przeglądarce: korekcja ładowania, tło Shirleya, dublety i % atomowy

Opublikowano: 15 paź 2026 · Autor: Scidart Academy · Czas czytania: ~6 min
Widmo XPS C 1s dopasowane składowymi C–C, C–O i O–C=O nad przerywanym tłem Shirleya, energia wiązania od 292 do 282 eV
Widmo C 1s rozłożone na składowe C–C, C–O i O–C=O nad tłem Shirleya.

Krótka odpowiedź: otwórz plik VAMAS (.vms), tekstowy CasaXPS lub CSV w darmowej przeglądarce XPS MolDraw albo naciśnij C 1s (polimer). Naciśnij Ustaw z C 1s, aby skorygować ładowanie, pozostaw tło Shirleya, a następnie naciśnij Automatyczne piki lub Szablon C 1s i Dopasuj. Odczytaj % atomowy i wyeksportuj PNG lub CSV z tabelą dopasowania. Twoje pliki pozostają na Twoim urządzeniu.

Wypróbuj przeglądarkę XPS tutaj

Kliknij, aby wczytać działającą przeglądarkę na tej stronie, lub otwórz pełną przeglądarkę XPS. Twoje pliki pozostają na Twoim urządzeniu.

Po co dopasowywać dane XPS w przeglądarce?

Dane XPS często przychodzą jako plik VAMAS lub tekstowy z laboratorium aparaturowego. Aby je odczytać, korygujesz ładowanie, usuwasz tło, dopasowujesz składowe i zamieniasz pola na skład. Pełne pakiety robią to dobrze, ale nie zawsze są pod ręką. Przeglądarka obejmuje podstawowe kroki na jednej stronie – do pierwszego przeglądu, nauczania lub sprawdzenia dopasowania, które ktoś Ci przysłał.

Teoria w skrócie

Energia wiązania. Promieniowanie rentgenowskie wybija elektrony z poziomów rdzeniowych. Spektrometr mierzy ich energię kinetyczną, a BE = hν − KE, przy czym pracę wyjścia uwzględnia kalibracja. Al Kα daje hν = 1486,6 eV, a Mg Kα 1253,6 eV. Uciekają tylko elektrony z kilku górnych nanometrów, więc XPS widzi powierzchnię.

Przesunięcie chemiczne. Wiązania z atomami bardziej elektroujemnymi przesuwają poziom rdzeniowy w stronę wyższej energii wiązania. W C 1s najniżej leży C–C/C–H, potem C–O, C=O i O–C=O.

Korekcja ładowania. Izolatory się ładują, a każdy pik przesuwa się o tę samą wartość. Typowym rozwiązaniem jest ustawienie piku C–C/C–H węgla przypadkowego (adventitious carbon) na 284,8 eV, co jest domyślną wartością przeglądarki. Niektóre laboratoria używają 285,0 eV. To konwencja o znanych ograniczeniach, więc podawaj użytą wartość.

Tło Shirleya. Elektrony tracące energię w drodze na zewnątrz podnoszą sygnał po stronie wyższej energii wiązania każdego piku. Tło Shirleya modeluje ten stopień.

Dublety spinowo-orbitalne. Poziomy p, d i f rozszczepiają się na dwa piki o stałym stosunku pól: 1:2 dla p, 2:3 dla d i 3:4 dla f. Rozszczepienie zależy od pierwiastka, np. ok. 13,6 eV dla Fe 2p w tabeli przeglądarki.

% atomowy. Podziel pole piku każdego pierwiastka przez jego współczynnik czułości, a następnie znormalizuj wyniki do 100%.

Pliki, które możesz otworzyć

  • VAMAS (.vms), format wymiany ISO 14976, z regularnymi skanami.
  • Eksporty tekstowe CasaXPS z kolumnami K.E. lub B.E.
  • CSV, TXT, DAT lub TSV z kolumną energii i kolumną intensywności.

Otwieraj jeden plik naraz. Każdy obszar w pliku dostaje własny przycisk nad wykresem. Aby poćwiczyć, pobierz przykładowy plik .vms, który zawiera widmo przeglądowe, C 1s i O 1s. Wszystkie przykłady są symulowane.

Jak krok po kroku dopasować obszar

  1. Naciśnij Otwórz plik XPS lub upuść plik. Możesz też nacisnąć przykład: C 1s (polimer), Si 2p (Si / SiO2), Dublet Fe 2p, Widmo przeglądowe lub Przykładowy plik .vms.
  2. Jeśli Twoje dane są w energii kinetycznej, ustaw Oś energii na energię kinetyczną i wybierz Źródło.
  3. Naciśnij Ustaw z C 1s lub wpisz Przesunięcie ładowania (eV). Odniesienie wynosi początkowo 284,8 eV i można je zmienić.
  4. Wybierz obszar, sprawdź Poziom rdzeniowy (np. C 1s) i wybierz Tło. Powiększ i naciśnij Okno dopasowania = bieżący widok lub użyj opcji Cały obszar.
  5. Naciśnij Automatyczne piki albo wybierz Dodaj pik i stuknij wykres, albo naciśnij Szablon C 1s. Następnie naciśnij Dopasuj.
  6. Edytuj w tabeli etykietę, BE, FWHM, %L lub typ dubletu, blokuj wartości albo przeciągaj piki w trybie Przesuń pik. Ponownie naciśnij Dopasuj.
  7. Sprawdź obwiednię i linię residuów pod widmem. Następnie naciśnij Eksportuj PNG lub Eksportuj CSV.

Co potrafi przeglądarka

TłoShirleya, liniowe lub brak, w wybranym oknie dopasowania.
Kształt pikuIloczyn funkcji Gaussa i Lorentza, GL(m).
DopasowaniePiki automatyczne lub ręczne, szablon C 1s, blokady, Ta sama FWHM dla wszystkich pików i Dopasuj też %L. Podaje residuum RMS i, gdy to możliwe, zredukowane χ².
DubletyDublety p, d lub f z rozszczepieniem z wbudowanej tabeli, którą możesz edytować.
PrzypisaniaSugerowany stan chemiczny dla każdego piku.
% atomowyZ co najmniej dwóch dopasowanych obszarów, z edytowalnymi współczynnikami czułości.
Widmo przeglądoweLista pierwiastków z liniami, poziomem pewności i przybliżonym % atomowym. Obszary Augera są zacieniowane.
EksportPNG wykresu. CSV z danymi, tłem, składowymi, obwiednią, tabelą dopasowania i % atomowym.

Jak używać jej na zajęciach i w laboratorium

  • Obróbka powierzchni polimerów: dopasuj C 1s przed obróbką plazmową i po niej. Większe składowe C–O, C=O i O–C=O wskazują na utlenienie powierzchni. XPS widzi tylko kilka górnych nanometrów. Dla polimeru w masie znajdź jego temperaturę topnienia i krystaliczność w przeglądarce TGA i DSC.
  • Natywny tlenek na krzemie: przykład Si 2p pokazuje Si jako wąski dublet, a SiO2 jako szerszy pik przy wyższej energii wiązania.
  • Nieznane powierzchnie: otwórz widmo przeglądowe, aby zobaczyć, jakie pierwiastki są obecne.
  • Skład: dopasuj C 1s i O 1s w przykładowym pliku .vms i odczytaj stosunek O/C z pola % atomowego.

Wskazówki i ograniczenia

  • Każdej składowej nadaj uzasadnienie chemiczne. Dodatkowe piki zawsze zmniejszają residuum, ale to nie czyni ich prawdziwymi.
  • Metale często wymagają asymetrycznego kształtu linii, którego przeglądarka nie modeluje. Widma 2p metali przejściowych mogą też wykazywać satelity i rozszczepienie multipletowe, więc proste dopasowanie dubletu jest przybliżeniem.
  • Wbudowane współczynniki czułości to przybliżone wartości dla Al Kα względem C 1s = 1. Aby uzyskać rzeczywiste wartości, wpisz współczynniki z biblioteki swojego aparatu.
  • Literaturowe energie wiązania różnią się o kilka dziesiątych eV. Sprawdzaj sugerowane przypisania na podstawie źródeł.

Pytania i odpowiedzi

Dlaczego wszystkie moje piki są ok. 1 eV wyżej, niż się spodziewam?

Próbka izolująca ładuje się, gdy opuszczają ją elektrony, i każdy pik przesuwa się o tę samą wartość w stronę wyższej energii wiązania. Naciśnij Ustaw z C 1s, aby przesunąć pik C-C / C-H do energii odniesienia, lub wpisz przesunięcie samodzielnie.

Ile składowych dopasować do piku C 1s?

Tylko tyle, ile uzasadnia chemia. Zacznij od wiązań, których spodziewasz się w próbce, utrzymuj podobne szerokości i dodawaj pik tylko wtedy, gdy residuum pokazuje wyraźny, powtarzalny kształt wyjaśniony znanym stanem chemicznym.

Dlaczego tło Shirleya zamiast liniowego?

Elektrony tracące energię w drodze na zewnątrz podnoszą sygnał po stronie wyższej energii wiązania piku. Tło Shirleya odwzorowuje ten stopień. Linia prosta może wystarczyć dla małych pików na płaskim tle.

Czy mogę wyznaczyć % atomowy z samego widma przeglądowego?

Tylko w przybliżeniu. Przeglądarka podaje przybliżony % atomowy w tabeli widma przeglądowego. Aby uzyskać lepsze wartości, dopasuj widma wąskiego zakresu każdego pierwiastka i użyj współczynników czułości z własnego aparatu.

Więcej darmowych przeglądarek danych

Ostatnia aktualizacja: