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2 | Enhancing Oxygen Spectra Interpretation by Calculating Oxygen Linked to Adventitious Carbon | Experimental Peaks and Results | Input Values: | |||||||||||||||||||||||
3 | Example | Sample 1 | Sample 2 | Sample 3 | ||||||||||||||||||||||
4 | A) Area Percentage of Peak A (C-C, C-H) | 77.2 | Input | Input | Input | |||||||||||||||||||||
5 | J.D. Henderson, B.P. Payne, N.S. McIntyre, M.C. Biesinger, | B) Area Percentage of Peak B (C-OH, C-O-C) | 12.0 | Data | Data | Data | ||||||||||||||||||||
6 | Surf. Interface Anal. 57 (2025) 214-220. (DOI: 10.1002/sia.7376) | C) Area Percentage of Peak C (C=O) | 3.6 | ↓ | ↓ | ↓ | ||||||||||||||||||||
7 | Also see: B.P. Payne (et al.) Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 184 (2011) 29-37. | D) Area Percentage of Peak D (O-C=O) | 7.2 | |||||||||||||||||||||||
8 | E) Area Percentage of Peak E (CO32-) | 0.0 | ||||||||||||||||||||||||
9 | Background Inforamation | F) Amount of Carbon from Survey Spectrum | 62.5 | |||||||||||||||||||||||
10 | It is sometimes necessary to have an accurate oxygen concentration that is free of any additional oxygen contribution from adventitious carbon species (such as when determining an oxygen:metal ratio). This calculator takes information from the survey and high resolution carbon 1s spectra and determines the amount of oxygen that is present from adventitious carbon species. This amount can then be deducted from the overall oxygen concentration. | G) Amount of Oxygen from Survey Spectrum | 24.8 | |||||||||||||||||||||||
11 | Output Values: | |||||||||||||||||||||||||
12 | H) Atomic Percent (portion of oxygen amount from survey) | 14.8 | #VALUE! | #VALUE! | #VALUE! | |||||||||||||||||||||
13 | I) Remaining Oxygen Amount from Survey | 10.1 | #VALUE! | #VALUE! | #VALUE! | |||||||||||||||||||||
14 | J) Percentage of Total Oxygen from Carbon Species | 59.5 | #VALUE! | #VALUE! | #VALUE! | |||||||||||||||||||||
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17 | Peaks and Species Breakdown | Notes: | ||||||||||||||||||||||||
18 | A) Main Peak | A-E) Peak areas from high-resolution carbon 1s spectrum | ||||||||||||||||||||||||
19 | (A1) | C-C,C-H | No Oxygen | F) Amount of Carbon from Survey – enter the atomic % amount of carbon from the survey scan quantification | ||||||||||||||||||||||
20 | B) Peak A + 1.4 to 1.6 eV | |||||||||||||||||||||||||
21 | (B1) | R3C-OH | 1 Carbon : 1 Oxygen | G) Amount of Oxygen from Survey - enter the atomic % amount of oxygen from the survey scan quantification | ||||||||||||||||||||||
22 | (B2) | R3C-O-CR3 | 2 Carbon : 1 Oxygen | |||||||||||||||||||||||
23 | (B3) | R-(C=O)-O-CR3 | 1 Carbon : 1 Oxygen | H) Atomic Percent (portion of Oxygen Amount from Survey) – this is the amount of oxygen, in atomic percent, that is associated with carbon. | ||||||||||||||||||||||
24 | C) Peak A + 2.8 to 3.0 eV | |||||||||||||||||||||||||
25 | (C1) | R2C=O | 1 Carbon : 1 Oxygen | ` | I) Remaining Oxygen Amount from Survey – total amount of oxygen from the survey minus the amount of oxygen associated with carbon in atomic percent | |||||||||||||||||||||
26 | D) Peak A + 3.7 to 4.3 eV | |||||||||||||||||||||||||
27 | (D1) | R-(C=O)-O-CR2 | 1 Carbon : 2 Oxygen | J) Percentage of Total Oxygen from Carbon Species – this is the percentage of oxygen associated with carbon in the oxygen 1s high resolution spectrum (peak area). | ||||||||||||||||||||||
28 | (D2) | R-(C=O)-OH | 1 Carbon : 2 Oxygen | |||||||||||||||||||||||
29 | E) Peak A + 4.0 eV to 5.5 eV | |||||||||||||||||||||||||
30 | (E1) | Carbonate (CO32-) | 1 Carbon : 3 Oxygen | Example High-Resolution Carbon 1s Spectrum: | ||||||||||||||||||||||
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32 | Assumptions & Considerations: | |||||||||||||||||||||||||
33 | 1 | In a random adventitious carbon sample (not a known polymer!) we will assume that the amount of the two components of D will be equally split between the two species. Check that B is greater then 1/2 D - if not then this assumption cannot be valid. | ||||||||||||||||||||||||
34 | 2 | In a random adventitious carbon sample (not a known polymer) we will assume that the amounts of the two components B(1) and B(2) will be equally split between two species. Thus the Carbon : Oxygen ratio for these combined peaks will be 3 Carbon : 2 Oxygen. The portion B(3) that is duplicated (for oxygen) in D is removed in the calculation of B as 1/2D. | ||||||||||||||||||||||||
35 | 3 | Average position for carbonates is 289.3 eV +/- 0.6 eV (18 citations) (Peak A + 4.5 eV) | ||||||||||||||||||||||||
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