1.仪器简介

X射线光电子能谱仪PHI GENESIS 500是日本ULVAC-PHI公司推出的一款多功能光电子能谱仪，集XPS、紫外光电子能谱（UPS）、4-触点样品台（原位测试）和多种溅射离子源（氩单离子源Ar⁺、气体团簇离子源GCIB）等为一体，打造出全面高性能电子结构综合分析平台。PHI GENESIS 500采用扫描微聚焦的单色化Al Kα作为X射线源，可选择的束斑直径在5 μm至400 μm连续可调，能在较低运行功率下获得高灵敏度和最佳能量分辨率，既能满足常规的大面积XPS分析，又能利用小束斑精准分析微米形貌，还可实现多点分析、线扫描、面分析、化学态成像和深度剖析。因此，该设备可以高精度完成各种材料样品表面的元素成分、价态、相对含量、浓度掺杂及表面、深度分布等功能分析，确保所研发材料性能的精确控制，以完成材料表面元素以及化合态的分布、识别、量化、功能分析和预测等。

2.仪器应用范围

XPS可对各种材料样品提供高精度的元素成分、价态、相对含量、浓度掺杂及表面、深度分布等功能分析。目前该仪器被广泛应用于金属材料、薄膜材料、纳米材料、催化剂材料、生物材料、木材、半导体、微电子等各种有机无机材料研究领域。主要用于材料表面信息（仅限于几个纳米的绝对表面）以及材料之间界面相互作用的机理研究。

3.放置地点及联系人

放置地点：陕西省西安市长安区西安交通大学创新港校区1号楼1层1012

预约网址：https://equip.xjtu.edu.cn/

收费标准：

联系人：贺 丹   19829775655 272853100@qq.com

     潘朝莹  13619250313 675205069@qq.com

附：仪器参数及其他附件功能与典型应用

1. X射线源

（a）阳极靶：Al靶

（b）能量分辨率：0.48 eV/（Ag 3d_5/2）

（c）微区分析： 50 Kcps @0.6eV (Ag 3d_5/2，束斑≤10 µm)

（d）灵敏度：6Mcps@1.0eV (Ag 3d_5/2，功率≤100W)  

（e）成像空间分辨率：≤5 μm

2.能量分析器及能量传输透镜

（a）180°半球能量分析器

（b）平均半径150 mm

（c）通过能（FAT/CAE模式）：5～280eV可调

3.能量扫描范围及最小步长：0.0125eV (0~1,500eV)

成像分析面积：Ø5.0 µm×5 µm ~ 1400 µm×1400 µm

4.其他附件及功能

4.1原位加热/冷却样品台，温度控制范围：-100℃～700℃；温度控制精度：优于±1℃

4.2便携式样品转移仓，支持在真空和惰性气氛环境下转移样品

5.数据库及数据分析软件

该设备配套的XPS数据分析软件“Multipak”，可实现在线查询标准谱，可直接调用标准谱库软件中的标准谱图，并可直接用于对实测数据的谱峰拟合、非线性拟合、叠加比对等独一无二的功能，大大降低了谱峰拟合的难度和出错几率。

6. 典型应用

6.1化学态影像分析案例

   利用小束斑（10 um）X射线采集电池隔膜截面的SXI（二次电子影像），再借助SXI+小束斑对微区特征进行精准分析，成功获取C/O/F/S/Pt元素影像和F化学态影像，深入解析薄膜降解机制和电池失效原因。

6.2深度分析案例

通过聚焦X射线源、高灵敏度探测器和氩离子枪，实现全自动深度剖析功能。通过动态控制溅射刻蚀速率与信号采集参数，在保持样品原始形貌的前提下，可逐层剥离材料表面并同步采集各层原子分布信息。特别适用于薄膜界面结构研究，如全固态电池中锂电解质界面的精细结构解析、半导体多层异质结界面元素分布 mapping 以及有机/无机复合薄膜界面扩散行为分析等领域。

(a)锂电池电极截面的Li元素和化学态成像，(b) SnO2及锂电池极片深度分析

6.3 UPS分析案例

采用低能紫外光（例如He I/II光源）选择性激发材料价带中的电子（结合能范围为0-20 eV），能够精确测定半导体材料的费米能级、最高占据分子轨道（HOMO）能级以及功函数，从而得到材料的价带能级结构。