UPS 数据处理工具

紫外光电子能谱 (Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy) 分析平台

等待数据

数据格式说明

• 支持两列数据(结合能, 强度)的 CSV / TXT / DAT / XLS / XLSX 文件。 • 文本文件列之间支持逗号、空格或制表符分隔;Excel 文件默认读取第一个工作表的前两列。 • 横坐标必须为结合能 (Binding Energy, eV)。如使用动能 (Kinetic Energy) 数据,请先在仪器软件中转换。 • 请上传加偏压测试的数据(样品偏压通常为 −5 ~ −10 eV)。无偏压数据的二次电子截止边无法准确测量。 • 示例格式:BE(eV), Intensity → 16.50, 12500

测试参数设置

偏压用于助推二次电子,通常为 -5 ~ -10 eV

根据标样费米边校准,正值右移

由 UV-Vis 吸收光谱或 Tauc plot 获得

功函数分析 (二次电子截止边)

💡 输入二次电子截止边陡峭段的 X(结合能)范围,系统对该范围内数据进行线性拟合,拟合线与 Y=0 的交点即为 Ecutoff。
拟合范围 (Binding Energy, eV)
—
计算公式 φ = hν − Ecutoff
功函数 φ — eV

价带顶(最高分子占据轨道)分析(注入势垒)

💡 输入价带顶上升沿陡峭段的 X(结合能)范围,系统对该范围内数据进行线性拟合,拟合线与 Y=0 的交点即为注入势垒 EVB(F)。
拟合范围 (Binding Energy, eV)
—
注入势垒 EVB(F) — eV
EVBM(HOMO) — eV
计算公式 EVBM(HOMO) = −(hν − Ecutoff + EVB(F)), ECBM = EVBM(HOMO) + Eg

1 UPS 全谱图

2 二次电子截止边 — 功函数分析

坐标轴范围调整

3 注入势垒——价带顶(HOMO)分析

坐标轴范围调整

4 UPS 能级示意图

UPS Energy Level Diagram

5 能级计算结果

二次电子截止边 Ecutoff

—

eV (结合能)

功函数 Φ

—

eV (vs vacuum)

注入势垒 EVB(F)

—

eV (结合能)

EVBM(HOMO)

—

eV (vs vacuum)

电离势 IP

—

eV

电子亲和能 EA

—

eV

费米能级 EF

—

eV (vs vacuum)

ECBM(LUMO)

—

eV (vs vacuum)

半导体类型

—

—

参数物理意义说明

Ecutoff 二次电子截止边 二次电子能谱中强度骤降的能量位置,由线性拟合与 Y=0 的交点确定
Φ 功函数 电子从费米能级逸出至真空所需最小能量,Φ = hν − Ecutoff
EVB(F) 注入势垒 价带顶相对费米能级的结合能,由价带上升沿线性拟合与 Y=0 的交点确定,代表空穴注入势垒高度
IP 电离势 将 HOMO 电子电离至真空所需能量,IP = |EHOMO|
EA 电子亲和能 将电子从真空注入 CBM 释放的能量,EA = |ECBM|
EF 费米能级 电子占据概率为 1/2 的能级,EF = −Φ (相对于真空能级)
ECBM(LUMO) 导带底 最低未占据分子轨道,ECBM = EVBM(HOMO) + Eg
半导体类型 EF 靠近 ECBM 为 n型(电子主导),靠近 EVBM 为 p型(空穴主导)
提示: He I 光源光子能量 hν = 21.22 eV。UPS 测量中,样品施加负偏压(通常 −5 ~ −10 eV)用于助推低能二次电子逃离样品表面,使截止边能被准确检测。结合能轴以费米能级为零点校准。

6 能级排布图(相对于真空能级)