Методы рентгеновской (XPS1) и ультрафиолетовой (UPS2) фотоэлектронной спектроскопии служат основным инструментом химического анализа поверхностных слоев материала.
Так, спектры XPS формируются в результате регистрации фотоэлектронной эмиссии с поверхности образца под воздействием монохроматического рентгеновского излучения.
 |
В 1905 году Альберт Эйнштейн получает Нобелевскую премию по физике за описание квантово-механической интерпретации фотоэлектрического эффекта, послужившего катализатором развития отдельного направления фундаментальной науки, основанного на результатах Генриха Герца и Макса Планка о волновой природе света и существовании дискретных энергетических образований, ныне именуемых «квантовыми». В то время еще никто не мог предположить, что подобная инновация трансформируется в важнейшую методику неразрушающего анализа элементного состава поверхности. Для достижения соответствующего понимания потребовалось появление энергодисперсионных электронных анализаторов, и прошло еще несколько десятилетий, пока в конце 1960-х годов Кай Зигбан объявил о разработке и реализации первых экспериментов подобного рода, также повлекших присуждение Нобелевской премии по физике. Возбуждение оболочек атомов в твердом образце рентгеновским излучением определенной длины волны и последующая регистрация количества фотоэлектронов в сопоставлении с кинетическими параметрами (энергией связи) используется в качестве критерия при исследовании химического состава без разрушения поверхности. Методика получила название элементного анализа средствами электронной спектроскопии (ESCA3) и глобальное распространение благодаря успешной разработке стабильных технологий прецизионной количественной оценки состава приповерхностного слоя с погрешностью идентификации менее 1%.
Проведение измерений в режиме с угловым разрешением (ARXPS4) обеспечивает избирательный подход к формированию характеристик и сбору требуемых данных. Так, регистрация электронов, покидающих материал перпендикулярно поверхности, позволяет получить информацию с максимальной глубины (из большего объема), тогда как при углах излучения, близких к касательным, регистрируемые сигналы в значительной степени определяются рельефом поверхности.
В случае монокристаллического вещества дифракция электронов в процессе фотоэмиссии приводит к угловой зависимости регистрируемой интенсивности, отражающей локальную атомную структуру вблизи источника излучения (XPD5). На основании анализа результатов моделирования далее может быть получено представление о кристаллической структуре.
На нашем сайте вы можете ознакомиться с доступными к заказу РФЭС решениями (XPS, NAP XPS и другое): оборудование рентгеновской фотоэлектронной спектрометрии.
1«XPS» (X-ray Photoelectron Spectroscopy) – рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС).
2«UPS» (Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy) – ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия (УФЭС).
3«ESCA» (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis) – электронная спектроскопия для химического анализа.
4«ARXPS» (Angle-Resolved X-ray Photoelectron Spectroscopy) – рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия с угловым разрешением.
5«XPD» (X-ray Photoelectron Diffraction) – рентгеновская фотоэлектронная дифракция.
.png)