X射线光电子能谱(XPS)/紫外光电子能谱(UPS)/反光电子能谱(IPES)测定半导体薄膜材料全能级结构

作     者：王珊珊 彭绍春 高培峰 刘燕斐 范志凯 杜建新 WANG Shanshan;PENG Shaochun;GAO Peifeng;LIU Yanfei;FAN Zhikai;DU Jianxin

作者机构：北京理工大学分析测试中心北京102488 北京理工大学机械与车辆学院北京100081 

出 版 物：《中国无机分析化学》 (Chinese Journal of Inorganic Analytical Chemistry)

年 卷 期：2025年第15卷第1期

页      面：33-43页

学科分类：081704[工学-应用化学] 070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金面上基金资助项目(52475176) 

主　　题：X射线光电子能谱(XPS) 紫外光电子能谱(UPS) 反光电子能谱(IPES) 能级结构 

摘      要：近年来,半导体材料在光电转化、光热转化、电池储能等方面的优势展现出了广阔应用前景而迅速发展。随着研究的深入,界面形成机理、电子结构、电荷转移过程的构效关系成为设计新型半导体器件、新材料研究的热点,支持能源催化、界面功能构筑和芯片器件等重大领域的发展,因此准确测量半导体薄膜材料的能级结构非常重要。测量半导体薄膜材料全能级结构常用X射线光电子能谱(XPS)、紫外光电子能谱(UPS)以及反光电子能谱(IPES)三种表征方法,重点介绍了三种表征方法的研究对象、理论基础与测量原理、测量方法与能级结构识别的方法对半导体薄膜材料全能级结构的测量。最后通过实际案例进行了数据分析和讨论。三种表征技术具有互补性,可以从能量角度给出更有效的信息,这对半导体薄膜材料制备、杂质掺杂、功能和性能优化具有重要意义。