XPS(ESCA)解析法

質問

スライドガラス上へ有機薄膜(数nm程度)を作製し、XPSで測定を行いました。
ケミカルシフトから化学状態（結合等）がわかるとありますが、
どのような計算をしなければいけないのですか？
手順を教えて下さい！
また、文献や資料を読むとピーク値が非常に正確であるようですが
「だいたいこの値」などと安易に考えては駄目なんでしょうか。
ラマン測定などと違って(厳密に言えばこれも正確ですが)。

例えば、基板のスライドガラスを測定した場合、Si2pでは106.1で
ピークを確認しましたが、文献ではSiO2は103.4でピークが発現すると
あります。確かにスライドガラスはSiO2のみで形成されてはいませんが
SiO2が最も多く含まれるものであり、測定値(106.1)をSiO2と見なし、
全体的に2.7だけシフトしていると考えました。
有機薄膜を作製したもので同じようにSi2pでの測定を行うと106でピークが
発現しました。文献値からは2.6シフトしていて、これもSiO2のピークかと
考えましたが、有機薄膜中にもSi元素を微量に含むため、2.6のシフトを
化学状態の変化とみなすか否かでも考え込んでいます。ちなみに、ピークの強度はスライドガラスよりも小さくなっています。
どんな場合では全体のシフトとみなすか等、指針となっているものがあれば
教えて下さい。
「X線で何がわかるか」加藤誠軌著、「X線分光分析」加藤誠軌/編著、
島津製作所さんの講習会テキストなどを読んでみましたが、
やはり実際頻繁に測定を行っている方からお聞きしたいです。
宜しくお願いします。

回答No.1

akuz · ベストアンサー

今はＸＰＳ分析から離れていますが、これまでの経験から回答致します。

ケミカルシフトによるピーク位置は、文献によって微妙に異なります。
これは測定器や測定条件による影響です。
一般には　銅（Cu）及び金（Au）、この２つの金属のピーク位置によって
装置を補正します。しかし、これで一致させても、試料のアースの取り方や
絶縁物ではズレ生じますので、試料固定の際には注意が必要です。

ケミカルシフトがどうか？見分ける方法は、以下があります。
1)試料を一端取外し後、再取付けして測定する。
2)ピーク位置が既知な金属（Ｃｕ，Ａｕ等）を測定する。
3)プラズマエッチングして、表面を掘ってみる。
（ 3)は測定対象物によっては　適用できない場合があります。）

　 Si は　Si,SiO,SiO2 のピークが出現しますので難しくなります。
測定角度を変えると、それぞれのピーク高さが異なります。
　これは表面の状態が異なっているため、（酸化層の厚さが異なる）
光電子量が変化する為です。
スライドガラスも絶縁物ですから、測定には注意必要です。

　また、ピークが鈍っている場合には、いくつかのピークが重なって
いることを考慮する必要があります。
　1)できるだけ少ない本数で、元となるピークが再現できるか？
2)波形の根元をいかに合わせるか？
特にこの2点を注意して波形分離していました。

　ご参考まで・・・ケミカルシフトは複雑な計算で求められますが、
　一般的に電気陰性度と比例関係にあります。　これで代用すると
　四則演算の簡単なおおよその値が求められる為、分析現場では
　役立ちます。（特にカーボン関係。）

こう言ってはなんですが、島津製作所がＸＰＳ装置の取扱説明書に
添付しているデータ集は、私が測定したデータと異なっていることが
多々ありました。そこで、私はケミカルシフト量のみを参考にして、
ピーク値は無視していました。
それよりも　アルバックファイから出版しているデータファイルが
大変役立ちます。　こちらはよく一致しました。

回答No.2

akuz

#1です。　（補足説明。）
基準となる元素として、カーボン（C)の
ピークが必ずといって検出されます。
これは大抵　C-Cならば　285eV に出ます。
C-Oならば 286.6eV近傍、C=Oならば　288eV
これで判断できると思います。
尚、スパッタリングされたカーボンは
284.5eV付近にピークが出ます。

お礼

ありがとうございました。
＋お礼が遅くなってすみません。実は、緊急度は高く（先日修士論文の発表を終えました！）お礼を書き込む時間がありませんでした。。
akuzさんのご回答を参考にし、結果の裏づけを行うことができました。
結果をより説得力のあるものにできたかな？と思っています。
本当にありがとうございました。