Fonte: Faisal Alamgir, School of Materials Science and Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA
La spettroscopia fotoelettronica a raggi X (XPS) è una tecnica che misura la composizione elementare, la formula empirica, lo stato chimico e lo stato elettronico degli elementi che esistono all'interno di un materiale. Gli spettri XPS si ottengono irradiando un materiale con un fascio di raggi X mentre contemporaneamente misurano l'energia cinetica e il numero di elettroni che fuoriescono dalla parte superiore di diversi nanometri del materiale analizzato (entro ~ i primi 10 nm, per le energie cinetiche tipiche degli elettroni). A causa del fatto che gli elettroni del segnale sfuggono prevalentemente all'interno dei primi nanometri del materiale, XPS è considerato una tecnica analitica di superficie.
La scoperta e l'applicazione dei principi fisici alla base di XPS o, come era noto in precedenza, spettroscopia elettronica per l'analisi chimica (ESCA), ha portato a due premi Nobel per la fisica. Il primo fu assegnato nel 1921 ad Albert Einstein per la sua spiegazione dell'effetto fotoelettrico nel 1905. L'effetto fotoelettrico è alla base del processo mediante il quale il segnale viene generato in XPS. Molto più tardi, Kai Siegbahn sviluppò ESCA basato su alcuni dei primi lavori di Innes, Moseley, Rawlinson e Robinson, e registrò, nel 1954, il primo spettro XPS ad alta risoluzione energetica di NaCl. Un'ulteriore dimostrazione della potenza di ESCA / XPS per l'analisi chimica, insieme allo sviluppo della strumentazione associata per la tecnica, ha portato al primo strumento XPS monocromatico commerciale nel 1969 e al Premio Nobel per la fisica nel 1981 a Siegbahn in riconoscimento dei suoi ampi sforzi per sviluppare la tecnica come strumento analitico.
La procedura seguente si applica a uno strumento XPS specifico e al software associato e potrebbero verificarsi alcune variazioni quando vengono utilizzati altri strumenti.
La figura 1 mostra uno spettro di indagine dal campione, mostrando chiaramente le emissioni di Pt, Si, C e O. Nella Figura 2,vediamo la scansione ad alta risoluzione dei picchi Pt 4f7/2 e4f 5/2 dal campione. Le energie di legame di ciascuno dei picchi di livello centrale possono essere confrontate con quelle che si trovano in database come quello gestito dal National Institute of Standards and Technology (NI
XPS è una tecnica di analisi chimica di superficie versatile nella gamma di campioni che può essere utilizzata per indagare. La tecnica fornisce la quantificazione della composizione chimica, dello stato chimico e della struttura elettronica occupata degli atomi all'interno di un materiale.
XPS fornisce elementare la composizione della superficie (di solito entro 1-10 nm) e può essere utilizzato per determinare la formula empirica dei composti superficiali, l'identità degli elementi che c...
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