免費 XPS 檢視器與峰擬合
簡而言之:開啟 CSV、VAMAS(.vms)或 CasaXPS 文字檔,以 C 1s 進行電荷校正,扣除 Shirley 或線性背景,以自旋軌道雙峰擬合 Gaussian-Lorentzian 峰,求得原子百分比,並在全譜中辨識元素。完全免費,在網頁瀏覽器中執行,不需下載。
開啟 XPS 光譜,以 C 1s 進行電荷校正,扣除 Shirley 背景,並以自旋軌道雙峰擬合峰。由面積求得原子百分比,並在全譜掃描中找出元素。你的檔案會留在你的裝置上。
區域與背景
峰擬合
鎖定(🔒)可在擬合時固定某個數值。在「移動峰」模式下,於圖上拖曳峰即可設定其位置與高度。雙峰伴峰會保持其分裂間距與面積比。
全譜中的元素
由擬合區域計算的原子百分比
如何使用 XPS 檢視器
- 開啟 VAMAS、CasaXPS 或 CSV 檔案,或按下範例按鈕。
- 若檔案使用動能,請將能量軸設為「動能」,並選擇 Al 或 Mg Kα。
- 按「依 C 1s 設定」進行電荷校正,或自行輸入位移量。
- 選擇一個區域。設定核心能階(例如 C 1s)、背景與擬合視窗。
- 按「自動配峰」,或使用「新增峰」並點選圖面。C 1s 可載入範本。接著按「擬合」。
- 編輯、鎖定或拖曳峰,設定雙峰,然後再按一次「擬合」。檢查光譜下方的殘差線。
- 閱讀原子百分比欄位,或全譜的元素列表,並匯出附擬合表的 PNG 或 CSV。
判讀 XPS 光譜
XPS(X 射線光電子能譜)測量從樣品最上層數奈米被激發出的電子能量。每種元素的核心能階都有已知的束縛能,因此全譜掃描可告訴你存在哪些元素。峰的小幅位移,即化學位移,可反映化學態:例如聚合物中的 C-C、C-O、C=O 與 O-C=O,或晶圓上的 Si 與 SiO2。
要比較化學態,需先扣除背景(通常是 Shirley),再以多個成分擬合峰。p、d 與 f 能階會分裂成具有固定分裂間距與面積比的自旋軌道雙峰,例如 Fe 2p3/2 與 Fe 2p1/2。將各面積除以靈敏度因子即可得到原子百分比。這些數值取決於你的儀器,除非你有自己的因子,否則請將其視為估計值。
常見問題
我的資料會被上傳嗎?
不會。檔案只在你的瀏覽器中讀取、擬合與繪圖。
可以開啟哪些檔案?
VAMAS .vms 檔案(大多數 XPS 軟體都能匯出的 ISO 14976 標準格式,一般掃描)、含 K.E. 或 B.E. 欄位的 CasaXPS 文字匯出檔,以及含能量欄與強度欄的一般 CSV 或 TXT。含多個區域的檔案會將每個區域顯示為一個分頁。
如何把動能換算成束縛能?
將能量軸設為「動能」並選擇 X 射線源。工具使用 BE = hν − KE,其中 Al Kα 的 hν = 1486.6 eV、Mg Kα 為 1253.6 eV,或使用你輸入的數值。依照大多數儀器的做法,假設光譜儀功函數已包含在校正中。
電荷校正如何運作?
絕緣樣品會帶電,使所有峰都位移相同的量。常見的修正方法是把外來碳(adventitious carbon)的 C-C / C-H 峰移到 284.8 eV。按「依 C 1s 設定」,或自行輸入位移量。參考值可以更改(有些實驗室使用 285.0 eV)。此參考值只是一種慣例,有已知的局限,因此請註明你所使用的值。
什麼是 Shirley 背景?
一種階梯狀背景,在峰的高束縛能側上升,其幅度與較低束縛能側的峰面積成正比。它模擬電子在逸出過程中損失少量能量的情形。線性背景則是擬合視窗兩端之間的一條直線。
峰使用哪種線形?
Gaussian-Lorentzian 乘積函數 GL(m),與 CasaXPS 使用的類型相同。m 為 Lorentzian 百分比:0 為純 Gaussian,100 為純 Lorentzian。聚合物與氧化物常以 30 作為起始值。金屬通常需要非對稱線形,而本工具不模擬此線形,因此擬合金屬峰時請謹慎。
自旋軌道雙峰如何處理?
將峰設為 p、d 或 f 雙峰後,會以固定的分裂間距與固定面積比加入對應的伴峰:p 為 1:2(2p1/2 : 2p3/2),d 為 2:3,f 為 3:4。分裂間距取自內建的常見元素表,並可編輯。
原子百分比的數值有多準確?
準確度取決於靈敏度因子。內建因子是 Al Kα 的近似 Scofield 型數值,未包含你的分析器傳輸函數或逸出深度。若需要真實數值,請輸入你儀器資料庫中的因子。全譜的估計比擬合後的窄掃描更粗略。
建議的指認從哪裡來?
來自一份常見元素與化學態的典型束縛能表,依一般知識為本工具編寫。文獻中的數值會相差零點幾 eV,因此請把建議當作起點,並與參考樣品或資料庫比對。
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