正如首字母缩写所示，XPS（X射线光电子光谱）是一种光谱技术。如图1所示，将XPS频谱显示为检测器收集的光电子数量作为其能量的函数。
图1：SIO的XPS调查范围2SI元素基板上的钝化层。学分：kratos分析
该技术相对简单，涉及X射线对样品的照射和弹出光电子的收集。光谱仪旨在收集尽可能多的光电子。光电子集合的效率称为仪器的灵敏度，并表示为每秒计数，通常是在无弹性散射光电子背景后的峰值表示。为了比较比较X射线光电子光谱仪的性能，大多数制造商都使用银3D引用其仪器的敏感性5/2顶峰。
光电子峰下的面积与采样体积中该元素的原子数直接成正比。这意味着XPS是一种定量技术。它可以提供材料中存在的元件的相对原子浓度。
光谱仪的灵敏度将在很大程度上决定检测存在元件的能力。应该认识到，元素内的不同元素和实际上不同的电子核心水平将具有弹出光电子的不同概率。当用称为相对灵敏度因子（RSF）的术语量化XPS光谱时，有必要考虑此物理属性。
从样品中弹出的光电子数量也将受仪器设置的影响。增加入射X射线的通畅将增加弹出光电子的数量。但是，这种方法还可能导致X射线诱导的样品降解。一种更好的方法是收集尽可能多的光电子。这是通过创新的电子光学器件（例如磁性浸入式镜头和被像差校正的输入镜头）来实现的。半径较大的半球分析仪还确保光电子向检测器的高传递。
但是，灵敏度仅定义了光谱仪性能的一部分。由于XPS是一种光谱技术，因此该仪器的能量解析也非常重要。为了确定所探测的元素的化学环境，必须准确测量核心水平峰的能量或化学位移的较小变化的能力。XPS仪器的能量分辨率通常定义为Ag 3d的半峰值（FWHM）的完整宽度5/2顶峰。最先进的光谱仪将能够在Ag 3d上的能量分辨率<0.45 eV FWHM5/2顶峰。
图2：强度比为5：1，能量分离为1.5 eV的合成核心水平峰值。（a）峰值FWHM = 0.48 eV和（b）峰fWHM = 1.0 eV。学分：kratos分析
能量分辨率的重要性在图2（a）和（b）中证明，其中两个具有强度比5：1的对称峰分别为1.5 eV。在图A中，能量分辨率γ= 0.48 eV。求和光谱包膜显示两个组件之间的清晰倾角，可以明确识别每个组件。在图B中，能量分辨率降解为γ= 1.0 eV。不再可以解决这两个组件。在此分辨率下测得的狭窄区域频谱的两个化学状态的鉴定是模棱两可的。
正如本文标题所暗示的那样，敏感性和能量分辨率是定义光谱仪的整体性能的重要参数。这两个术语相互依赖。随着光谱仪的能量分辨率的增加（较窄的峰值，更好的能量分辨率），灵敏度降低（每秒计数较低，嘈杂的光谱）。在定义频谱的采集参数时，对该原理的理解很重要。如果所需的信息仅仅是元素组成，那么以高灵敏度获得的快速，低分辨率的调查频谱将提供结果。相反，如果需要对化学状态有详细的理解，则在较高能量分辨率下进行更长的采集将允许识别峰的峰位置。
在比较不同光谱仪的性能时，灵敏度与能量分辨率之间的关系也很重要。Ag 3d的最终光谱能分辨率<0.45 eV5/2如果灵敏度如此之低，以至于具有可接受的信号到噪声的频谱需要30分钟才能获得可接受的信号噪声比，则组件几乎没有实际用途。
图3：上轴的大分析区域性能+。Sensitivity (cps) of the Ag 3d5/2峰值作为分辨率（FWHM）的函数。学分：kratos分析
最好的X射线光电子光谱仪将结合出色的灵敏度和能量分辨率，如Supra轴的大分析区域规格所证明+在图3中，为现代XPS仪器设定了基准。
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