【科研方法】XPS Peak軟體擬合,僅需7步!

2021-01-14 科研sci繪圖


打開xps peak 4.1分峰軟體，在XPS Peak Fit窗口中，從Data菜單中選擇Import (ASCII)，即可將轉換好的txt文本導入，出現譜線。


在打開的Region 1窗口中，點擊 Backgrond，選擇Boundary的默認值，即不改變High BE和Low BE的位置，Type一般選擇Shirley類型扣背底。


選擇Add Peak，選擇合適的Peak Type(如s,p,d,f)，在Position處選擇希望的峰位，需固定時點fix前的小方框,同時還可選半峰寬（FWHM）、峰面積等。

各項中的constaints可用來固定此峰與另一峰的關係。如W4f中同一價態的W4f7/2和W4f5/2的峰位間距可固定為2.15eV，峰面積比可固定為4:3等，對於% Lorentzian-Gaussian選項中的fix先去掉對勾，點擊Accept完成對該峰的設置。

點Delete Peak可去掉此峰。再選擇Add Peak可以增加新的峰，如此重複。注意：% Lorentzian-Gaussian值最後固定為20%左右。


加峰界面



舉例：對峰的限制constraints，峰1的峰位=峰0峰位+1.5

選好所需擬合峰的個數及大致參數後，點XPS Peak Processing中的Optimise All進行擬合，觀察擬合後總峰與原始峰的重合情況，如不好，可多次點Optimise All。


擬合完成後，分別點XPS Peak Processing窗口總的Region Peaks下方的0、1、2等，可查看每個峰的參數，此時XPS峰中變紅的曲線為被選中的峰。如對擬合結果不滿意，可改變這些峰的參數，然後再點擊Optimise All。

點Save XPS可將譜圖存為.xps格式的圖，下回要打開時點Open XPS可以打開這副圖，並可對圖進行編輯。

a. 點擊Data中的Export（spetrum），可將擬合好的數據存為.dat格式的ASCII文件（該文件可用記事本打開），然後再Origin中導入該ASCII文件，可得到一個包含多列的數據表，這裡需要注意的是每列的抬頭名稱出錯（如.dat文件中的Raw Intensity分開到兩列中作為兩列的抬頭，即Raw、Intensity），這時需要根據做出的圖與.xps原始譜圖比較，更改每列的名稱，即可得到正確的譜圖。 

b. 點擊Data中的Export（Peak Parameters），即將各峰參數導出為.par格式的文件（也可用記事本打開），通過峰面積可計算某元素在不同峰位的化學態的含量比。 

c. 點擊Data中的Export to clipboard，即將圖和數據都複製到剪貼板上，打開文檔（如Word），點粘貼，即把圖和數據粘貼過去，不過該圖很不清晰。 

d. 點擊Data中的Print with peak parameters，即可列印帶各峰參數的譜圖。

1. 元素結合能數據可參考http://srdata.nist.gov/xps/selEnergyType.aspx；

2. 譜峰的曲線擬合應考慮：合理的化學與物理意義；合理的半高寬（一般不大於2.7eV，氧化物的半高寬應大於單質的半高寬）；合理的L/G比（XPS Peak 41分峰軟體中的% Lorentzian-Gaussian）為20%左右；對雙峰還應考慮兩個峰的合理間距、強度比等（詳見下面的3，4項）。

3. 對於p、d、f等能級的次能級（如p3/2、p1/2，光電子能譜中一般省略/2，即為p3、p1）強度比是一定的，p3:p1=2:1；d5:d3=3:2，f7:f5=4:3。在峰擬合過程中要遵循該規則。如W4f中同一價態的W4f7和W4f5峰面積比應為4:3。

4. 對於有能級分裂的能級（p、d、f），分裂的兩個軌道間的距離(doublet seperation)也基本上是固定的，如同一價態的W4f7和W4f5之間的距離為2.15eV左右，Si2p3和Si2p1差值為1.1eV左右。各元素能級分裂數據可參考網上資料庫http://srdata.nist.gov/xps/selEnergyType.aspx中 選擇Doublet Seperation項

5. 全譜掃描((即Survey)中各峰對應的元素能級參考附件BE Lookup Table

6. 各元素不同化學狀態結合能可參考附件《各元素化學狀態表.pdf》，文件掃描自Phi公司出版的手冊中的附錄2，Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy—A Reference Book of Standard Spectra for Identification and Interpretation of XPS Data，John F. Moulder, William F. Stickle, Peter E. Sobol, Kenneth D. Bomben, Physical Electronics, Inc. ,1992

7. 有機聚合物中的C、O、N、F等的化學位移值可參考附件《有機聚合中C、O、N、F等的化學位移(chemical shift)值.pdf》，文件掃描自John Willey & Sons出版的有機聚合物高分辨XPS譜圖中的附錄，High Resolution XPS of Organic Polymers-The Scienta ESCA300 Database, G. Beamson, D. Briggs,John Wiley &Sons, 1992



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