Применение рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии в анализе химического состояния переходных металлических соединений и соединений редкоземельных элементов
Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS) является важным методом анализа химического состояния поверхности и широко применяется в различных областях научных исследований, значительно способствуя развитию науки. Однако спектры переходных металлических соединений и соединений редкоземельных элементов сложны, с множественными расщеплениями и расширениями пиков, что затрудняет анализ химического состояния. В данной статье представлена стандартная спектроскопия переходных металлических соединений и соединений редкоземельных элементов из баз данных или справочников, описаны методы анализа химического состояния — метод разложения пиков, метод характеристик спутниковых пиков, метод оксидных (Auger) пиков или корректировки параметров оксидных пиков, с особым акцентом на метод вычисления корректировки параметров оксидных пиков. Для соединений редкоземельных элементов количество доступных баз данных и стандартных узких спектров невелико, многие элементарные и химические состояния имеют уникальные возбужденные пики, спектры чрезвычайно сложны и анализ затруднен, что показано на примере La и Ce. В анализе смешанных валентных состояний особое внимание уделено нелинейному методу наименьших квадратов (NLLSF), который основан на построении функций пиков, предустановленных с использованием истинной функции спектра; пики потерь энергии, спутниковые пики, многократное расщепление и т.д. включены в спектр, что позволяет провести точное моделирование форм пиков и удобно и надежно обрабатывать спектры с сосуществующими химическими состояниями. Пики Ni 2p и F KLL, а также элементы Ni, Co, Mn и Fe имеют зоны перекрытия, которые можно разделить, заменяя анодную мишень, что вызывает сдвиг оксидного пика и отделяет его от основного фотоэлектронного пика, облегчая дальнейший анализ данных. Перед анализом данных необходимо проверить наличие эталонных спектров на сайтах баз данных; для элементов без эталонных узких спектров следует использовать объективный и разумный самосогласованный анализ с использованием узких спектров других элементов и полуколичественных результатов анализа проб, избегая разложения пиков согласно экспериментальным ожиданиям или предположениям.