..材料Ｘ射線光電子能譜數(shù)據(jù)處理及分峰的分析實(shí)例例：將劑量為1107ions/cm2,能量為45KeV的碳離子注入單晶硅中,然后在1100C退火2h進(jìn)行熱處理。對(duì)單晶硅試樣進(jìn)行XPS測(cè)試,試對(duì)其中的C1s高分辨掃瞄譜進(jìn)行解析,以確定各種可能存在的官能團(tuán)。分析過(guò)程：1、在Origin中處理數(shù)據(jù)圖1將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用記事本打開(kāi),其中C1s表示的是C1s電子,299.4885表示起始結(jié)合能,-0.2500表示結(jié)合能遞減步長(zhǎng),81表示數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。從15842開(kāi)始表示是光電子強(qiáng)度。從15842以下數(shù)據(jù)選中Copy到Excel軟件B列中,為光電子強(qiáng)度數(shù)據(jù)列。同時(shí)將299.4885Copy到Excel軟件A列中,并按照步長(zhǎng)及個(gè)數(shù)生成結(jié)合能數(shù)據(jù),見(jiàn)圖2圖2將生成的數(shù)據(jù)導(dǎo)入Origin軟件中,見(jiàn)圖3。圖3此時(shí)以結(jié)合能作為橫坐標(biāo),光電子強(qiáng)度作為縱坐標(biāo),繪出C1s譜圖,檢查譜圖是否有尖峰,如果有,那是脈沖,應(yīng)把它們?nèi)サ?方法為點(diǎn)Origin軟件中的Data-MoveDataPoints,然后按鍵盤(pán)上的或箭頭去除脈沖。本例中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)沒(méi)有脈沖,無(wú)需進(jìn)行此項(xiàng)工作。將columnA和B中的值復(fù)制到一空的記事本文檔中〔即成兩列的格式,左邊為結(jié)合能,右邊為峰強(qiáng),并存盤(pán),見(jiàn)圖4。圖42、打開(kāi)XPSPeak,引入數(shù)據(jù)：點(diǎn)Data----Import<ASCII>,引入所存數(shù)據(jù),則出現(xiàn)相應(yīng)的XPS譜圖,見(jiàn)圖5、圖6。

3、選擇本底：點(diǎn)Background,因軟件問(wèn)題,HighBE和LowBE的位置最好不改,否則無(wú)法再回到Origin,此時(shí)本底將連接這兩點(diǎn),Type可據(jù)實(shí)際情況選擇,一般選擇Shirley類(lèi)型,見(jiàn)圖7。圖74、加峰：點(diǎn)Addpeak,出現(xiàn)小框,在PeakType處選擇s、p、d、f等峰類(lèi)型〔一般選s,在Position處選擇希望的峰位,需固定時(shí)則點(diǎn)fix前小方框,同法還可選半峰寬〔FWHM、峰面積等。各項(xiàng)中的constraints可用來(lái)固定此峰與另一峰的關(guān)系。點(diǎn)Deletepeak可去掉此峰。然后再點(diǎn)Addpeak選第二個(gè)峰,如此重復(fù)。在選擇初始峰位時(shí),如果有前人做過(guò)相似的實(shí)驗(yàn),可以查到相應(yīng)價(jià)鍵對(duì)應(yīng)的峰位最好。但是如果這種實(shí)驗(yàn)方法比較新,前人沒(méi)有做過(guò)相似的,就先用標(biāo)準(zhǔn)的峰位為初始值。最優(yōu)化所有的峰位,然后看峰位位置的變化。本例中加了三個(gè)峰,C元素注入單晶硅后可能形成C-C、C-Si和C-H三個(gè)價(jià)鍵。根據(jù)這三個(gè)價(jià)鍵對(duì)應(yīng)的結(jié)合能確定其初始峰位,然后添加。具體過(guò)程見(jiàn)圖8、9、10。圖8圖9圖105、擬合。選好所需擬合的峰個(gè)數(shù)及大致參數(shù)后,點(diǎn)Optimiseregion進(jìn)行擬合,觀察擬合后總峰與原始峰的重合情況,如不好,可以多次點(diǎn)Optimiseregion。最終擬合結(jié)果見(jiàn)圖11。圖116、參數(shù)查看。擬合完成后,分別點(diǎn)另一個(gè)窗口中的RigionPeaks下方的0、1、2等可看每個(gè)峰的參數(shù),此時(shí)XPS峰中變紅的為被選中的峰。如對(duì)擬合結(jié)果不region滿意,可改變這些峰的參數(shù),然后再點(diǎn)Optimise。7、點(diǎn)擊SaveXPS存圖,下回要打開(kāi)時(shí)點(diǎn)OpenXPS就可以打開(kāi)這副圖繼續(xù)進(jìn)行處理。8、數(shù)據(jù)輸出。點(diǎn)擊Data――Printwithpeakparameters,可打印帶各峰參數(shù)的譜圖,通過(guò)峰面積可計(jì)算此元素在不同峰位的化學(xué)態(tài)的含量比。點(diǎn)擊Data――Exporttoclipboard,則將圖和數(shù)據(jù)都復(fù)制到了剪貼板上,打開(kāi)文檔〔如Word文檔,點(diǎn)粘貼,就把圖和數(shù)據(jù)粘貼過(guò)去了。點(diǎn)擊Data――Export〔spectrum,則將擬合好的數(shù)據(jù)存盤(pán),然后在Origin中從多列數(shù)據(jù)欄打開(kāi),則可得多列數(shù)據(jù),并在Origin中作出擬合后的圖。XPS能譜數(shù)據(jù)處理王博呂晉軍齊尚奎能譜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成ASC碼文件后可以用EXCEL、ORIGIN等軟件進(jìn)行處理。這篇文章的目的是向大家介紹用ORIGIN軟件如何處理能譜數(shù)據(jù),以及它的優(yōu)勢(shì)所在。下面將分三部分介紹如何用ORIGIN軟件處理能譜數(shù)據(jù)：1、多元素譜圖數(shù)據(jù)處理2、剖面分析數(shù)據(jù)處理3、復(fù)雜譜圖的解疊一、多元素譜圖的處理：1、將ASC碼文件用NOTEPAD打開(kāi)：元素名稱(chēng)X軸起始點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)總數(shù)X軸步長(zhǎng)Y軸數(shù)值元素名稱(chēng)X軸起始點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)總數(shù)X軸步長(zhǎng)Y軸數(shù)值2、復(fù)制Y軸數(shù)值。打開(kāi)ORIGIN,將Y軸數(shù)據(jù)粘貼到B〔Y：3、如圖：點(diǎn)擊工具欄plot,選擇line4、出現(xiàn)下圖：點(diǎn)擊B〔Y,再點(diǎn)擊<->Y,使B〔Y成為Y軸數(shù)據(jù)。然后在"setXvalues"中輸入起始值和步長(zhǎng)。5、點(diǎn)擊OK,得到下圖：6、利用ORIGIN提供的工具可以方便的進(jìn)行平滑、位移。位移：1如圖：選擇analysistranslatevertical或horizontal可以進(jìn)行水平或垂直方向的位移。我們以水平位移為例進(jìn)行講解。2在圖中雙擊峰頂,如圖示〔小窗口給出的是此點(diǎn)的X,Y值3然后在圖中單擊其他位置找到合適的X值〔小窗口給出的是紅十字的X,Y值4雙擊紅十字的位置,峰頂就會(huì)位移到此處：位移可以反復(fù)多次的進(jìn)行,垂直方向的位移和水平方向的一樣。B、平滑1如圖選擇：2出現(xiàn)下面的小窗口3點(diǎn)擊settings出現(xiàn)下面的界面〔如果想用平滑后的代替原始的,選擇"replaceoriginal",如果想重新做圖選"addtoworksheet",下面的數(shù)值不用改變4點(diǎn)擊operation,選擇savizky-golay進(jìn)行平滑。得到下圖：二、剖面分析數(shù)據(jù)處理：1、用寫(xiě)字板打開(kāi)ASC碼文件,選取所需要的元素Y軸數(shù)據(jù)起始值及步長(zhǎng)元素名稱(chēng)剖面分析中的CYCLE數(shù)Y軸數(shù)據(jù)起始值及步長(zhǎng)元素名稱(chēng)剖面分析中的CYCLE數(shù)2、打開(kāi)ORIGIN軟件,如圖示：選擇columnaddnewcolumns如果你的數(shù)據(jù)有九個(gè)cycle那么你要在下面的窗口選擇8。然后在B〔Y….J〔Y中依次輸入不同cycle的Y軸數(shù)值點(diǎn)擊圖中下方工具欄的waterfallwaterfallwaterfall然后在下圖中先輸入X軸起始值及步長(zhǎng),再將Y值輸入〔點(diǎn)擊B〔Y,然后按住SHIFT鍵不放,再點(diǎn)擊最后一個(gè)Y值選項(xiàng)：如E〔Y,松開(kāi)SHIFT鍵,點(diǎn)擊ADD鍵。點(diǎn)擊OK得到下圖：顏色代表字母,對(duì)應(yīng)于cycle數(shù)前后翻轉(zhuǎn)工具,用上法作圖,得到的譜圖需翻轉(zhuǎn)選項(xiàng)XOFFSET決定視角,YOFFSET決定兩條譜線間距譜圖修改工具欄顏色代表字母,對(duì)應(yīng)于cycle數(shù)前后翻轉(zhuǎn)工具,用上法作圖,得到的譜圖需翻轉(zhuǎn)選項(xiàng)XOFFSET決定視角,YOFFSET決定兩條譜線間距譜圖修改工具欄應(yīng)用修改工具得：〔XOFFSET設(shè)為0,YOFFSET設(shè)為100注意譜線對(duì)應(yīng)的CYCLE數(shù)如果想要得到其中某一個(gè)cycle的譜圖,只要調(diào)出原來(lái)的worksheet〔數(shù)據(jù)表,再次點(diǎn)擊waterfall。輸入X軸數(shù)據(jù),然后只選一組Y軸數(shù)據(jù)〔和多元素分析一樣,就可以了。注：不同樣品同種元素比較也可以用此種方法三、譜圖解疊：和多元素分析步驟一樣,經(jīng)過(guò)平滑、位移,得到下圖：〔注：畫(huà)圖時(shí),先輸入X軸步長(zhǎng)等,再輸入Y軸數(shù)據(jù)去本底：選擇toolsbaseline出現(xiàn)下面的窗口,選擇baseline,將numberofpoints后的參數(shù)改小一些,比如2,點(diǎn)擊createbaseline4、出現(xiàn)下圖：選擇小窗口中的modify：5、拖動(dòng)每一點(diǎn)到合適的位置〔點(diǎn)住鼠標(biāo)左鍵不放一直拖到合適的位置：如圖6、然后選擇substract得到7、分別點(diǎn)擊X軸、Y軸將坐標(biāo)更換為原來(lái)順序和數(shù)值：8、如圖：選擇analysisFitmulti-peaksgaussian9、出現(xiàn)下面的窗口：按需要擬合的子峰個(gè)數(shù)輸入10、點(diǎn)擊ok,得到：11、點(diǎn)擊OK默認(rèn)選擇,根據(jù)譜圖的形狀雙擊選擇子峰位置〔紅十字代表峰頂：如圖12、剛才設(shè)置為兩個(gè)子峰,所以雙擊兩個(gè)位置,這時(shí)電腦自動(dòng)計(jì)算出相關(guān)數(shù)據(jù)：如果想要看擬合后的曲線,需激活〔調(diào)出譜圖窗口。然后,選擇analysisnonlinercurvefit如圖：13、得到：14、上圖不合理,兩子峰半峰寬相差太大,需要加入新的子峰進(jìn)行調(diào)整。點(diǎn)擊下圖中more按鈕15、出現(xiàn)下圖：更改為2增加一個(gè)子峰,依次類(lèi)推點(diǎn)擊此按鈕出現(xiàn)此圖界面更改為2增加一個(gè)子峰,依次類(lèi)推點(diǎn)擊此按鈕出現(xiàn)此圖界面16、選擇basicmodestartfitting回到原界面,點(diǎn)擊1lter和10lter直到出現(xiàn)新的子峰峰位置、半峰寬和面積17、上圖明顯也不合理,調(diào)節(jié)小窗口中各個(gè)子峰的數(shù)值峰位置、半峰寬和面積18、然后點(diǎn)擊下圖中done按鈕,再次選擇analysis