§72紫外光电子能谱(UPS) 紫外光电子谱是利用能量在16~4leV的真空紫外光子照射被测样品,测量由此引起 的光电子能量分布的一种谱学方法。忽略分子、离子的平动与转动能,紫外光激发的光电 子能量满足如下公式 Ek=hv-Es-E 其中E为光电子动能、Eb为电子结合能、E,为分子或离子的振动能。由于紫外光源能量 较低,线宽较窄(通常约为00leV),只能使原子的外层电子,即价电子、价带电子电离 并可分辨出分子的振动能级,所以紫外光电子谱主要用于研究价电子和能带结构的特征 另外这些特征受表面状态的影响较大,因此UPS也是研究样品表面态的重要工具。能带结 构和表面态情况是与化学反应和固体特性密切相关的,因此当今UPS被广泛地用来研究气 体样品的价电子和精细结构以及固体样品表面的原子、电子结构。 7.2.1谱图特征 紫外光电子谱图的形状取决于电离后离子的状态和入射光子的能量以及具体的实验条 件,通常能观测到尖锐峰、一组大约等间距分布的峰线、比较圆滑的“馒头峰”等等。 图7.2.1为苯分子吸附在N111)面上的UPS谱图。对气相分子,由于气体放电共振 线给出的紫外光其自然线宽较窄的缘故,因此在 UPS谱中能观测到振动精细结构,如图7.2.1 (a)在N1(111}上 (d)所示。比较图(c)和(d)可以看到凝聚 24L 的苯分子的谱带明显增宽,并失去精细结构。但 苯分子化学吸附以后,图谱发生了较大变化,如 图(a)和图(b)所示,丌带发生了位移。分子 吸附与凝聚过程,各峰值的相关图(图7.2.1) 清楚地表明,处于较深能级的σ轨道与气相比 0)化吸附车益 较变化不大,说明没有参与表面的成键。能标零 点的位移可归结为弛豫过程的影响:对于凝聚 (c)果志掌 相,此值△E≈14~1.7eV,而有化学吸附产 生时,此值可达32eV,这可解释为附加的金 属屏蔽作用。 UPS谱图中横坐标为分子的电离能(在 UPS中,习惯上以电离能代替价电子结合能) 或等价为光电子动能。当分子吸收一个光子发射 出一个光电子时,价电子的电离能ln与入射光 子能量加和光电子动能En关系是: 图7.2.1苯在Ni(111)上的UPS谱§7.2 紫外光电子能谱(UPS) 紫外光电子谱是利用能量在 16 ~ 41eV 的真空紫外光子照射被测样品，测量由此引起 的光电子能量分布的一种谱学方法。忽略分子、离子的平动与转动能，紫外光激发的光电 子能量满足如下公式： Ek = hv − Eb − Ev （7.2.1） 其中 Ek 为光电子动能、 Eb 为电子结合能、 Ev 为分子或离子的振动能。由于紫外光源能量 较低，线宽较窄（通常约为 0.01eV ），只能使原子的外层电子，即价电子、价带电子电离， 并可分辨出分子的振动能级，所以紫外光电子谱主要用于研究价电子和能带结构的特征。 另外这些特征受表面状态的影响较大，因此 UPS 也是研究样品表面态的重要工具。能带结 构和表面态情况是与化学反应和固体特性密切相关的，因此当今 UPS 被广泛地用来研究气 体样品的价电子和精细结构以及固体样品表面的原子、电子结构。 7.2.1 谱图特征 紫外光电子谱图的形状取决于电离后离子的状态和入射光子的能量以及具体的实验条 件，通常能观测到尖锐峰、一组大约等间距分布的峰线、比较圆滑的“馒头峰”等等。 图 7.2.1 为苯分子吸附在 Ni(111) 面上的 UPS 谱图。对气相分子，由于气体放电共振 线给出的紫外光其自然线宽较窄的缘故，因此在 UPS 谱中能观测到振动精细结构，如图 7.2.1 （d）所示。比较图（c）和（d）可以看到凝聚 的苯分子的谱带明显增宽，并失去精细结构。但 苯分子化学吸附以后，图谱发生了较大变化，如 图（a）和图（b）所示，  带发生了位移。分子 吸附与凝聚过程，各峰值的相关图（图 7.2.1） 清楚地表明，处于较深能级的  轨道与气相比 较变化不大，说明没有参与表面的成键。能标零 点的位移可归结为弛豫过程的影响；对于凝聚 相，此值 E 1.4 ~1.7eV ，而有化学吸附产 生时，此值可达 3.2eV ，这可解释为附加的金 属屏蔽作用。 UPS 谱图中横坐标为分子的电离能（在 UPS 中，习惯上以电离能代替价电子结合能） 或等价为光电子动能。当分子吸收一个光子发射 出一个光电子时，价电子的电离能 n I 与入射光 子能量 hv 和光电子动能 En 关系是: 图 7.2.1 苯在 Ni(111)上的 UPS 谱