Spectroscopia fotoelectronului cu raze X

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă revizuită de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 25 septembrie 2018; verificările necesită 3 modificări .

Spectroscopia fotoelectronului cu raze X ( XPS ) este o metodă spectroscopică semicantitativă pentru studierea compoziției elementare , a stării chimice și electronice a atomilor de pe suprafața materialului studiat. Se bazează pe fenomenul efectului fotoelectric extern . Spectrele XPS sunt obținute prin iradierea materialului cu un fascicul de raze X cu înregistrarea dependenței numărului de electroni emisi de energia lor de legare. Electronii investigați sunt emiși pe toată adâncimea de penetrare a radiației de raze X moi utilizate în proba studiată (de obicei de ordinul a 1 μm , care este foarte mare în comparație cu dimensiunea atomilor și moleculelor). Cu toate acestea, electronii eliminați de cuantele de raze X sunt absorbiți puternic de substanța studiată într-o asemenea măsură încât, emiși la o adâncime de aproximativ 100 Å , nu mai pot ajunge la suprafață, nu mai pot fi emiși în vid și, în consecință , să fie detectate de instrument. De aceea, metoda XPS poate colecta informații despre cele mai de sus (aproximativ 10-30) straturi atomice ale unei probe fără informații despre volumul acesteia. Prin urmare, XPS este indispensabil ca metodă de analiză și control într-o serie de industrii, cum ar fi industria semiconductoarelor , cataliză eterogenă etc.

XPS este o metodă de analiză a suprafeței care poate fi utilizată pentru a analiza starea chimică a unui material atât în starea sa inițială, cât și după o anumită prelucrare, cum ar fi ciobirea, tăierea sau curățarea în aer sau vid ultraînalt pentru a studia compoziția chimică internă a probei, iradiere cu un fascicul de ioni de mare energie pentru curățarea suprafeței de contaminanți, încălzirea probei pentru studiul modificărilor datorate încălzirii, expunerea în atmosferă a unui gaz reactiv sau soluție, iradierea cu ioni pentru a le introduce, iradierea cu lumină ultravioletă.

Deoarece radiația cu o lungime de undă cunoscută este utilizată pentru a excita fotoemisia, energia de legare a electronilor emiși poate fi găsită din ecuația care urmează din legea conservării energiei :

E_{\text{b}}=E_{\text{foton}}-\left(E_{\text{k}}+\phi \right)

unde este energia de legare a electronului, este energia fotonului excitant, este energia cinetică înregistrată experimental a electronului și φ este funcția de lucru a spectrometrului. $E_{\text{b)}$ $E_{\text{foton)}$ $E_{\text{k)}$

Literatură

J. Maan, V. Spicer, A. Liebsch și colab. Electronic and ion spectroscopy of solids / L. Firmans, J. Vannick, V. Dekeyser. - M . : Mir, 1981. - 467 p.

V. I. NEFEDOV Spectroscopia de electroni și fotoelectroni cu raze X. — M .: Cunoașterea , 1983. — 64 p.

V. I. NEFEDOV Spectroscopia electronică cu raze X a compușilor chimici. — M .: Chimie , 1984. — 256 p.
Mazalov L.N. Spectroscopia de electroni cu raze X și aplicarea ei în chimie // Soros Educational Journal, vol. 6, nr. 4, 2000. p. 37-44.

Vezi și

Link -uri

Analiza suprafeței prin Auger și spectroscopie fotoelectronă cu raze X , ed. JTGrant și D. Briggs, publicat de IM Publications, 2003, Chichester, Marea Britanie
Practical Surface Analysis by Auger and X-ray Photoelectron Spectroscopy , ediția a 2-a, ed. MPSeah și D. Briggs, publicat de Wiley & Sons, 1992, Chichester, Marea Britanie
Practical Surface Analysis by Auger and X-ray Photoelectron Spectroscopy , ed. MPSeah și D. Briggs, publicat de Wiley & Sons, 1983, Chichester, Marea Britanie ISBN 0-471-26279-X