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X線光電子分光法

概要

出典:ファイサル・アラムギル、ジョージア工科大学材料工学部、アトランタ、GA

X線光電子分光法(XPS)は、材料内に存在する元素組成、経験式、化学状態および電子状態を測定する技術である。XPSスペクトルは、X線のビームで材料を照射すると同時に、分析対象物質の上数ナノメートルから脱出する運動エネルギーと電子数を測定することによって得られます(~トップ10nm以内、典型的な運動学的電子のエネルギー)。信号電子が主に材料の最初の数ナノメートル以内から脱出するという事実のために、XPSは表面分析技術と考えられています。

XPSの背後にある物理原理の発見と応用、または先に知られていたように、化学分析のための電子分光法(ESCA)は、物理学における2つのノーベル賞につながりました。最初は1905年に光電効果の彼の説明のためにアルバート・アインシュタインに1921年に授与されました。光電効果は、XPSで信号が生成されるプロセスを支えています。その後、カイ・ジークバーンは、イネス、モーズリー、ローリンソン、ロビンソンの初期の作品の一部に基づいてESCAを開発し、1954年にNaClの最初の高エネルギー分解能XPSスペクトルを記録しました。化学分析のためのESCA/XPSの力のさらなるデモンストレーションは、技術に関連する機器の開発と共に、1969年に最初の商業単色XPS機器の開発につながり、1981年にノーベル物理学賞をシーグバーンに授与し、分析ツールとしての技術開発に向けた広範な努力を認めました。

手順

次の手順は、特定のXPS計測器とそれに関連するソフトウェアに適用され、他の計測器を使用する場合は、いくつかのバリエーションがある場合があります。

  1. 試料はグラフェンの単層上に成長したPt(厚さ3原子層)の薄膜であり、市販のシリカ(SiO2)ガラススライドで支持される。グラフェン(炭素の単層である)をCu上で成長させ、次いでガラス基板に移した。その後、Pt原子層を電着法により堆積させた。
  2. サンプルをロードするには、まずロードロックを通してサンプルホルダーを取得します。UHV システムの清潔さの規則に従ってください。これには、サンプルまたはサンプルホルダーと接触する素肌、髪、または水分が含まれます。クリーンピンセットを使用してサンプルを処理します。ロードロック室が大気圧(約5分)に通った後、ロードロックのドアが開きます。サンプルホルダーを取り出します。
  3. サンプルは、ステージ上にあるはずのスプリングクリップによって保持されます。ステージ表面とアルコールで使用しているクリップを拭き取り、完全に乾燥させます。
    a.ロードロックドアを開き、サンプルホルダーをト

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結果

図1は、サンプルからの調査スペクトルを示し、Pt、Si、CおよびOの放出を明確に示す。図2では、サンプルからPt 4f7/2および4f5/2ピークの高解像度スキャンを示します。各コアレベルのピークの結合エネルギーは、米国国立標準技術研究所(NIST)が管理するデータベース(https://srdata.nist.gov/xps/Default.aspx)などのデー...

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申請書と概要

XPSは、試料の範囲で汎用性の高い表面化学分析技術であり、調査に使用することができます。この技術は、材料内の原子の化学組成、化学状態および占有された電子構造の定量を提供する。

XPSは、表面の組成を元素(通常は1〜10nm以内)を提供し、表面化合物の経験式、表面を汚染する元素の同一性、各元素の化学的または電子状態を決定するために使用することができる?...

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

スキップ先...

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

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