在拿到XPS实验数据之后，我们第一时间想到的就是它能带来什么结果。
一般来说XPS数据处理主要包括以下几个步骤：
① 添加本底，
② 荷电校正，
③ 拟合分析，
④ 定量分析。
接下来我们以岛津ESCApe软件为例讲解XPS数据处理的过程。下图是ESCApe软件的界面，软件除操作仪器功能之外，可以对谱图进行数据拟合和定量，Mimic diagram界面则显示了仪器的连接及真空运行情况，Microscope界面可以清晰观察样品表面的形貌及位置情况。
图1 岛津ESCApe软件界面
01
添加本底
添加本底的目的是将峰面积定义出来，之后进行拟合及定量分析，通常添加本底的线型有三种：Linear、Shirley、Tougaard，可根据实际峰型和情况来选择本底类型。
图2 镀锡板表面的XPS谱图(a)O 1s, (b)Sn 3d, (c)Cr 2p,(d)C 1s
图2是一个数据案例----镀锡板表面测得的XPS谱图，包含O、Sn、Cr及外来污染C元素。岛津ESCApe软件拥有自动添加本底功能。当采谱时谱图名称是按照“元素+轨道”（比如C 1s）正确输入时，软件即可自动识别该谱峰，进行添加本底操作。此时只需要选择合适的本底线型，再将本底的范围稍加改动，即可完成对谱峰本底的添加。
我们通过一个小视频来看下ESCApe软件是如何添加本底的。
02
荷电校正
样品在空气中放置，表面通常会有1~2nm的污染碳(Adventitious carbon contamination)层存在，所以通常会用污染碳来作为荷电校正的定标物质。污染碳谱峰含有C-C、O-C-O、O-C=O化学键，如图3a所示，其中C-C键标准峰位为284.8 eV。本例中污染碳C-C键的峰位为282 eV，其与标准峰位差值为2.8 eV，如图3b所示。此后将测得的C、O、Sn、Cr的谱峰都向高结合能端校正2.8 eV，即可完成荷电校正步骤。
图3 (a)污染碳的XPS谱峰, (b)样品表面未校准的污染碳XPS谱峰
ESCApe软件可以很简单的完成荷电校正操作，只需对C谱峰进行一次荷电校正，之后其他元素谱峰都可以根据C的谱峰一键完成荷电校正，荷电校正完成后谱峰后会增加一个灯泡标记。
我们一起来看下软件是怎么操作的。
03
拟合分析
在XPS谱峰中经常遇到谱峰重叠的情况，此时可能需要对谱峰进行拟合才能分析。ESCApe软件可以很简单的完成对元素的拟合操作，我们一起来看下软件是怎么操作的。
此外，ESCApe软件还提供了限定参数拟合的方法，通过限定参数进行拟合，可以更有目的地对数据进行拟合分析。软件主要提供了两种限定方法：数值限定与关系限定。数值限定可以限定峰位或者半高宽的范围，关系限定可以将多个谱峰的峰位间距、半高宽或面积关联起来。如图4所示是单质Sn的标准Sn 3d谱峰。Sn 3d5/2与Sn 3d3/2谱峰的间距为8.4 eV，面积比为3:2，半高宽则相等。
图4 单质Sn的标准Sn 3d谱图
那么通过ESCApe软件是怎么完成限定参数拟合操作的呢？我们一起通过视频来看一下。
04
定量分析
通过XPS谱峰可以得到元素的化学态信息，此外通过软件计算，也可以得到元素的含量信息。ESCApe软件提供了元素含量计算的方法，我们一起来看下是怎么操作的。
结论
以上对XPS数据处理的过程进行了简单介绍，并添附了岛津ESCApe软件数据处理的视频演示。除了以上基础功能以外，ESCApe软件还拥有谱峰识别、模板拟合、深度剖析、成像分析、曲线平滑等功能，数据可以导出vms格式，也可以导出到Excel中进行保存，希望ESCApe软件能成为各位科研工作者的得力帮手！
撰稿人：王文昌
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