ספקטרוסקופיית פוטואלקטרון רנטגן

Overview

מקור: פייסל אלמגיר, בית הספר למדעי החומרים וההנדסה, המכון הטכנולוגי של ג'ורג'יה, אטלנטה, GA

ספקטרוסקופיית פוטואלקטרוניקה רנטגן (XPS) היא טכניקה המודדת את ההרכב היסודי, הנוסחה האמפירית, המצב הכימי והמצב האלקטרוני של האלמנטים הקיימים בתוך חומר. ספקטרום XPS מתקבל על ידי הקרנת חומר עם קרן של צילומי רנטגן ובו זמנית מדידת האנרגיה הקינטית ומספר האלקטרונים הנמלטים מהחלק העליון של מספר ננומטרים של החומר המנותח (בתוך ~ 10 ננומטר העליון, עבור אנרגיות קינטיות טיפוסיות של האלקטרונים). בשל העובדה שאלקטרוני האות בורחים בעיקר מתוך הננומטרים הראשונים של החומר, XPS נחשבת לטכניקה אנליטית על פני השטח.

הגילוי והיישום של העקרונות הפיזיים מאחורי XPS או, כפי שהיה ידוע קודם לכן, ספקטרוסקופיית אלקטרונים לניתוח כימי (ESCA), הובילו לשני פרסי נובל בפיזיקה. הראשון הוענק בשנת 1921 לאלברט איינשטיין על הסברו על האפקט הפוטואלקטרי בשנת 1905. האפקט הפוטואלקטרי מבסס את התהליך שבאמצעותו נוצר האות ב- XPS. הרבה יותר מאוחר, קאי זיגבאן פיתח ESCA המבוסס על כמה מיצירותיהם המוקדמות של אינס, מוזלי, רולינסון ורובינסון, והקליט, בשנת 1954, את ספקטרום XPS הראשון ברזולוציית אנרגיה גבוהה של NaCl. הדגמה נוספת של כוחו של ESCA / XPS לניתוח כימי, יחד עם פיתוח המכשור הקשור לטכניקה, הובילו למכשיר XPS המונוכרומטי המסחרי הראשון בשנת 1969 ולפרס נובל לפיזיקה בשנת 1981 לסיגבאן בהכרה במאמציו הנרחבים לפתח את הטכניקה ככלי אנליטי.

Procedure

ההליך הבא חל על מכשיר XPS ספציפי ועל התוכנה המשויכת לו, וייתכנו כמה וריאציות כאשר נעשה שימוש במכשירים אחרים.

  1. המדגם הוא סרט דק של Pt (3 שכבות אטומיות עבה) גדל על שכבה אחת של גרפן, אשר נתמך על שקופית זכוכית סיליקה מסחרית (SiO2). הגרפן (שהוא שכבה אחת של פחמן) גדל על Cu ולאחר מכן הועבר למצע הזכוכית. השכבות האטומיות של Pt הופקדו אז בשיטות אלקטרודות.
  2. כדי לטעון את הדגימות, תחילה לפרוק את נעילת העומס כדי לקבל את מחזיק המדגם. הקפד לעקוב אחר כללי הניקיון עבור מערכות UHV. אלה כוללים: אין עור חשוף, ש

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Results

איור 1 מציג ספקטרום סקר מהדגימה, ומראה בבירור את פליטות ה-Pt, Si, C וה-O. באיור 2, אנו רואים את הסריקה ברזולוציה גבוהה של פסגות Pt 4f7/2 ו- 4f5/2 מהדגימה. ניתן להשוות את האנרגיות המחייבות של כל אחת מפסגות רמת הליבה לאלו המצויות במאגרי מידע כג...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Application and Summary

XPS היא טכניקת ניתוח כימי פני השטח כי הוא תכליתי בטווח של דגימות זה יכול לשמש כדי לחקור. הטכניקה מספקת כימות של הרכב כימי, מצב כימי והמבנה האלקטרוני הכבוש של האטומים בתוך חומר.

XPS מספק אלמנטים הרכב של פני השטח (בתוך 1-10 ננומטר בדרך כלל), והוא יכול לשמש כדי לקבוע את הנוסחה האמפירי?...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Tags
X ray Photoelectron SpectroscopyXPSSurface ChemistryNon destructive TechniqueMaterial AnalysisX ray EnergyCore Shell ElectronBinding EnergiesChemical CompositionState Of The MaterialXPS SpectrumPhoton AbsorptionWork FunctionPhotoelectronsX ray SourcesAluminum K Alpha

Skip to...

0:08

Overview

1:01

Principles of X-Ray Photoelectron Spectroscopy

3:01

Loading a Sample for Study

5:06

Collecting an XPS Spectrum

7:14

Results

7:48

Applications

8:52

Summary

Videos from this collection:

article

Now Playing

ספקטרוסקופיית פוטואלקטרון רנטגן

Materials Engineering

21.3K Views

article

חומר אופטי חלק 1: הכנת מדגם

Materials Engineering

15.2K Views

article

חומרוגרפיה אופטית חלק 2: ניתוח תמונה

Materials Engineering

10.8K Views

article

עקיפה של קרני רנטגן

Materials Engineering

86.8K Views

article

קורות יונים ממוקדות

Materials Engineering

8.7K Views

article

התגבשות כיוונית וייצוב פאזה

Materials Engineering

6.5K Views

article

קלורימטריה סריקה דיפרנציאלית

Materials Engineering

35.9K Views

article

דיפוזיה תרמית ושיטת פלאש לייזר

Materials Engineering

13.1K Views

article

אלקטרופלינט של סרטים דקים

Materials Engineering

19.4K Views

article

ניתוח התפשטות תרמית באמצעות דילאטומטריה

Materials Engineering

15.5K Views

article

ספקטרוסקופיית מכשולים אלקטרוכימית

Materials Engineering

22.9K Views

article

חומרים מרוכבים מטריקס קרמיקה ומאפייני הכיפוף שלהם

Materials Engineering

7.9K Views

article

סגסוגות ננו-קריסטלין ויציבות גודל ננו-גרגר

Materials Engineering

5.0K Views

article

סינתזה הידרוג'ל

Materials Engineering

23.3K Views

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved