XPSpeak软件教程-科学指南针

在做X 射线光电子能谱(XPS)测试时，科学指南针检测平台工作人员在与很多同学沟通中了解到，好多同学仅仅是通过文献或者师兄师姐的推荐对XPS测试有了解，但是对于其软件操作还属于小白阶段，针对此，科学指南针检测平台团队组织相关同事对网上海量知识进行整理，希望可以帮助到科研圈的伙伴们；

XPS测试后可以拿到什么数据呢？

以下列举

XPS设备使用率比较高的三家设备，

拿到的数据格式如下表

今天老师就拿到的EXCEL的数据

来讲解一下简单处理数据的过程

这里使用XPSpeaks软件

XPSpeaks分峰拟合

第一步：将数据转换为txt格式

具体操作：

将荷电校正过之后的数据Excel打开，

复制Binding Energy和Counts，

然后拷贝到一个新建的txt文件中。

关键点：

第一行要直接以数据开始，

最后一行以数据结束，

不能有空行或其他文字，

否则将无法导入XPSpeak 4.1软件中。

第二步：利用XPS peak软件导入txt文件，打开数据

具体操作如下图所示：

第三步：建立基线

具体操作：

点击菜单中Background，

在弹出来的窗口中High BE

和Low BE的数据是自动读取的，

这个数字视情况进行调整。

Background type一般选取Shirley，

基线的优化主要靠

Shirley+Linear的Slope来实现，

可以手动输入数值，

然后点击accept就可以看到基线了，

如果觉得基线不是特别好，

可以通过改变Slope的值进行调整。

举例如下图

第四步：加峰

具体操作：

点击Add peak会弹出一个新窗口，

在Peak Type处选择s、p、d、f等

峰类型（根据需要来选，不影响分峰），

S.O.S选0

在Position处输入希望的峰位，

需固定时则点fix前小方框，

同法还可选半峰宽（FWHM）

峰面积等。

设置好之后，

点击accept添加该峰。

同样的方式，

可以添加第二个峰。

对于p,d,f轨道而言，

谱线都有裂分，

裂分的峰之间存在一定的关系，

需要特别注意，以下为常见规则：

A. s能级没有分裂峰，对于p、d、f等能级的次能级（如p3/2、p1/2，为简便省略/2，简称为p3、p1）强度比是一定的，p3:p1=2:1；d5:d3=3:2，f7:f5=4:3。在峰拟合过程中要遵循该规则。如W4f中同一价态的W4f7和W4f5峰面积比应为4:3。

B.对于有能级分裂的能级（p、d、f），分裂的两个轨道间的距离也基本上是固定的. 如同一价态的W4f7和W4f5之间的距离为2.15eV左右，Si2p3和Si2p1差值为1.1eV左右，具体化学状态下能级分裂的两个轨道之间的距离会有不同。

C.对于同一元素的裂分轨道而言，其半峰宽应该尽量接近一致。对于同一仪器及仪器参数，各数据的GL高斯－洛伦兹比应保持一致（一般直接采用默认值80）。

具体操作：

以峰面积为例，

peak 1和peak 0分别对应

W 4f轨道的两个裂分能级（对应f5和f7），

那么两者之间的峰面积

存在数量关系f7:f5=4:3。

如何设置？

点击Area下的Constraints，

在弹出的窗口中，

勾上Use前的方框，

然后构建关系式Peak 1=Peak 0*0.75。

然后点击OK设置完毕。

类似的Peak1 和Peak 0

之间的Position间距也可以设置。

同样的方式，

可以添加peak 2和peak 3

（为另一对峰），

设置好它们之间的数量关系等。

然后点击Optimise All

（可以多次点击进行优化），

得到一个初步的分峰结果。

如下图所示。

第五步：手动修正

在此基础上，

手动调节峰的面积，

半峰宽等参数，

尽可能让拟合出来的数据

和原始数据重合。

在设置参数的过程中，

请谨记上面所述A,B,C等分峰规则。

具体操作：

分别点另一个窗口中的

Rigion Peaks下方的0、1、2

等可看每个峰的参数，

此时XPS峰中变红的为被选中的峰。

在弹出来的参数窗口中调整峰位置，

半峰宽，峰面积等参数，

然后点击accept。

反复调节，

尽可能让拟合出来的数据和原始数据重合。

第六步：拟合数据保存与导出

拟合完毕之后，

点击XPS peak processing 

中的Save XPS，

将拟合结果存储为.xps文件。

存储之后，

下回要继续处理时，

只需要点Open XPS

就可以打开这副图继续进行处理了。

当拟合结果满意了之后，

需要将数据导出成txt文件，

以方便在origin中作图。

具体操作：

在Region 1中，

Data-->Export(Spectrum)，

导出为.dat文件。

该文件可以直接拖动到origin中，

用origin打开。

接下来就是origin作图了。

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