Q and A(No.53)

XPSの横軸の結合エネルギーは，なぜ左側の値が大きいのですか

　X線光電子分光法（XPS）では，光電子をエネルギー分析器で検出する際には，運動エネルギー（Kinetic energy）で計測します．（[1] 第9章）

運動エネルギー

K E

と結合エネルギー（Binding energy）

B E

は，照射X線の光子エネルギー

h ν

との間に

$B E = h ν - K E$

の関係があります．（[1] 第6章）（本来は試料および分光器の仕事関数が寄与しますが，ここでは簡単のために省略します．）すると運動エネルギー表示すると照射X線源の種類（Al Kα, Mg Kα）の違いにより同一の原子軌道のエネルギー準位の横軸の値が異なることになり，結合状態の評価が面倒になります．この問題は，前述の式に従って横軸を結合エネルギーで表記することで解決します．

ただし，XPSスペクトルの横軸を結合エネルギーで表現しなくてはいけないということはISOなどでは規定されていません．また，結合エネルギー表記した場合にも，横軸左側の値が大きくなることも規定されていません．しかし，電子分光装置では、静電型のエネルギー分析器の電圧値を小さい側（結合エネルギーの大きい側）から大きい側へ向けて掃引し、その電圧掃引に合わせて横軸の左側から右側に向けてスペクトルを描く場合が多く、XPSで横軸の左側に結合エネルギーの大きな値が表記されることは、数十年にわたる慣習として採用されている記述方法であり，過去のデータ，他者のデータやデータベースとの比較検討が容易になります．

[1] 吉原一紘，吉武道子「（新教科書シリーズ）表面分析入門」（裳華房，1997）.

(ver. 220602)