Röntgenfotoelektronspektroskopi

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 25 september 2018; kontroller kräver 3 redigeringar .

Röntgenfotoelektronspektroskopi ( XPS ) är en semikvantitativ spektroskopisk metod för att studera grundämnessammansättningen , kemiska och elektroniska tillstånd hos atomer, på ytan av materialet som studeras. Den är baserad på fenomenet extern fotoelektrisk effekt . XPS-spektra erhålls genom att bestråla materialet med en röntgenstråle med registrering av antalet emitterade elektroners beroende av deras bindningsenergi. Elektronerna som studeras emitteras över hela penetrationsdjupet av den använda mjuka röntgenstrålningen in i testprovet (vanligtvis i storleksordningen 1 µm, vilket är mycket stort jämfört med storleken på atomer och molekyler). De elektroner som slås ut av röntgenkvanta absorberas dock starkt av ämnet som studeras i en sådan utsträckning att de, utsända på ett djup av cirka 100 Å , inte längre kan nå ytan, sändas ut i vakuum, och följaktligen , upptäcks av enheten. Det är därför som XPS-metoden kan samla in information om de översta (ca 10–30) atomskikten i ett prov utan information om dess volym. Därför är XPS oumbärlig som en metod för analys och kontroll i ett antal branscher som halvledarindustrin , heterogen katalys , etc.

XPS är en ytanalysmetod som kan användas för att analysera det kemiska tillståndet hos ett material både i dess ursprungliga tillstånd och efter viss bearbetning, såsom flisning, skärning eller rengöring i luft eller ultrahögt vakuum för att studera provets inre kemiska sammansättning, bestrålning med en högenergijonstråle för rengöring av ytan från föroreningar, uppvärmning av provet för att studera förändringar på grund av uppvärmning, exponering av en reaktiv gas eller lösning för atmosfären, bestrålning med joner för att införa dem, bestrålning med ultraviolett ljus.

Eftersom strålning med en känd våglängd används för att excitera fotoemission, kan bindningsenergin för de emitterade elektronerna hittas från ekvationen som följer av lagen om energibevarande :

,

var  är elektronens bindningsenergi,  är energin för den exciterande fotonen,  är den experimentellt registrerade kinetiska energin för elektronen och φ  är spektrometerns arbetsfunktion.

Litteratur

Se även

Länkar