x射線光電子能譜儀(xps)是一種*的表面分析技術(shù)，它利用x射線激發(fā)樣品表面元素的內(nèi)層能級電子信號，再用電子能譜儀檢測光電子的動能及強(qiáng)度，進(jìn)而確定元素的種類及價態(tài)等信息，主要用于研究材料極表面的元素及元素不同價態(tài)組成。
xps的主要由進(jìn)樣室、超高真空系統(tǒng)、x射線激發(fā)源、離子源、電子能量分析器、檢測器系統(tǒng)、荷電中和系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)等組成。
1、超高真空系統(tǒng)
超高真空系統(tǒng)是進(jìn)行現(xiàn)代表面分析及研究的主要部分。xps譜儀的激發(fā)源，樣品分析室及探測器等都安裝在超高真空系統(tǒng)中。通常超高真空系統(tǒng)的真空室由不銹鋼材料制成，真空度優(yōu)于1×10-9托。
2、快速進(jìn)樣室
為了保證在不破壞分析室超高真空的情況下能快速進(jìn)，x射線光電子能譜儀多配備有快速進(jìn)樣室?？焖龠M(jìn)樣室的體積很小，以便能在40～50分鐘內(nèi)能達(dá)到10-7托的高真空。
3、x射線激發(fā)源
xps中較為簡單的x射線源，就是用高能電子轟擊陽極靶時發(fā)出的特征x射線。通常采用al kα(光子能量為1486.6ev)和mg kα(光子能量為1253.8ev)陽極靶，它們具有強(qiáng)度高，自然寬度小(分別為830mev和680mev)的特點(diǎn)
4、離子源
離子源是用于產(chǎn)生一定能量、一定能量分散、一定束斑和一定強(qiáng)度的離子束。在xps中，配備的離子源一般用于樣品表面清潔和深度剖析實(shí)驗(yàn)。在xps譜儀中，常采用ar離子源。
5、荷電中和系統(tǒng)
該裝置可以在測試時產(chǎn)生低能電子束，來中和試樣表面的電荷，減少荷電效應(yīng)。
6、能量分析器
能量分析器的功能是測量從樣品中發(fā)射出來的電子能量分布，是x射線光電子能譜儀的核心部件。
7、檢測器系統(tǒng)
光電子能譜儀中被檢測的電子流非常弱，所以現(xiàn)在多采用電子倍增器加計(jì)數(shù)技術(shù)。電子倍增器主要有兩種類型：單通道電子倍增器和多通道電子檢測器。
8、成像xps
表面分析時的成像xps可以提供表面相鄰區(qū)中空間分布的元素和化學(xué)信息。xps成像把小面積能譜的接收與非均質(zhì)樣品的光電子成像結(jié)合起來，可以在接近15µm的空間分辨率下通過連續(xù)掃描的方法采集。
9、數(shù)據(jù)系統(tǒng)
數(shù)據(jù)系統(tǒng)由在線實(shí)時計(jì)算機(jī)和相應(yīng)軟件組成。在線計(jì)算機(jī)可對譜儀進(jìn)行直接控制并對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時采集和處理。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可由數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)進(jìn)行一定的數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)處理，并結(jié)合能譜數(shù)據(jù)庫，獲取對檢測樣品的定性和定量分析知識。