کاربردهای XPS

دانلود فایل PDF مقاله

کاربردهای طیف سنجی فوتوالکترونی پرتو ایکس(XPS)

الگو­های طیف سنجی فوتوالکترونی پرتو ایکس (XPS)، به ­صورت شدت فوتو­الکترون بر حسب انرژی پیوند بیان می­شوند. این الگوها ممکن است دارای سه پیک در زمینه باشندکه ناشی از انتشار نور از سطوح الکترونی مرکزی، انتشار نور از سطوح ظرفیت و انتشار الکترون اوژه در اثر تحریک با پرتو ایکس می­باشد. شکل زیر الگوی طیف سنجی فوتو­الکترونی پرتو ایکس سطح نقره را نشان می­دهد که درآن پیک ­های سطوح انرژی مرکزی، به ­صورتs 3،p3و d3 نشان داده شده است. پیک سطح ظرفیت به­صورت d4 و پیک­های اوژه به­ صورت MNN نشان داده شده ­اند. پیک­ های فوتوالکترون سطوح انرژی مرکزی، پیک­ های اصلی مورد استفاده برای آنالیز عنصری هستند. پیک­ های ظرفیت آن­هایی هستند که دارای انرژی پیوند پایین (0تا 20الکترون­ولت) هستند و بیشتر برای مطالعه­ های ساختار الکترونیکی مواد مورد استفاده­ اند. پیک­ های اوژه، که از فرایند اوژه تحریک شده توسط پرتو ایکس تولید شده ­اند نیز برای آنالیز شیمیایی مفید هستند.

خدمات تخصصی آنالیز

شکل 1-الگوی طیف سنجی فوتو­الکترونی پرتو ایکس از نقره تحریک­ شده با MgKαبا انرژی عبوری 100 الکترون­ ولت.

طیف ­سنجی فوتو­الکترونی پرتو ایکس و طیف­ سنجی الکترونی اوژه ابزارهای قدرتمندی برای آنالیز شیمیایی سطح هستند. این روش ­ها می­توانند عنصرهای شیمیایی را در لایه درونی چندین نانومتری از سطح شناسایی کنند. نکته مهم این است که موقعیت­های پیک عنصرها درطیف ­های طیف­ سنجی فوتو­الکترونی پرتو ایکس و طیف­ سنجی الکترونی اوژه، نسبت به موقعیت شیمیایی (پیوند شیمیایی با عناصر دیگر) آن­ها حساس هستند. برای مثال، موقعیت­ های پیک کربن در ₂CO و هیدرو­کربن­ های اشباع با یک­دیگر متفاوت است. این پدیده که به انتقال شیمیایی در طیف ­های طیف­ سنجی فوتو­الکترونی پرتو ایکس و طیف­ سنجی الکترونی اوژه معروف است، اطلاعات اضافی برای آنالیز شیمیایی فراهم می­ کند. طیف­ سنجی فوتو­الکترونی پرتو ایکس و طیف­ سنجی الکترونی اوژه هم­چنین می­توانند تصاویری از عمق لایه سطحی مواد حجیم را تولید و توزیع­ های فضایی عنصرهای مختلف درسطح مواد حجیم را آشکار کنند.

دریافت آنالیز XPS
آنالیز کیفی   

شناسایی پیک طیف ­ها، وظیفه اصلی آنالیز کیفی است. برای مثال، از داده­ های شکل 8-9 می­توانیم جهت شناسایی پیک­ های الگو­های طیف ­سنجی الکترونی اوژه استفاده کنیم. انرژی پیوندی عنصرها در سطوح انرژی مرکزی منبع اصلی شناسایی پیک­ های طیف ­های طیف­ سنجی فوتو­الکترونی پرتو ایکس هستند. شناسایی پیک در طیف­ سنجی فوتو­الکترونی پرتو ایکس از اهمیت بالایی برخوردار است. علاوه بر مشخصات طیف مورد بحث در بخش قبل، سایر عوامل نظیر انتقال شیمیایی و شارژ سطحی، شناسایی پیک را پیچیده می­کنند.

شناسایی پیک

شناسایی پیک درالگو­های طیف­ سنجی الکترونی اوژه آسان است. پیک­ ها در الگوی طیف­ سنجی الکترونی اوژه با مقایسه پیک­های تجربه شده با پیک­ های شاخص ذکر شده درکتاب­های مرجع یا پایگاه­های داده­ای رایانه ­ای، شناسایی می­شوند. ولی شناسایی پیک ­ها درطیف­ های طیف­ سنجی فوتو­الکترونی پرتو ایکس پیچیده­ تر است، زیرا ممکن است پیک اوژه نیز موجود باشند. معمولاً از دو منبع پرتو ایکس مختلف برای تشخیص پیک اوژه از پیک­های فوتو­الکترونی، استفاده می­شود. پیک اوژه انرژی جنبشی الکترون اوژه را نشان می­دهد که با انرژی پرتو ایکس اولیه تغییر می­کند. بنابراین، پیک اوژه در انرژی پیوند مشهود خود درالگوی طیف­ سنجی فوتو­الکترونی پرتو ایکس با تغییر منبع پرتو ایکس، جا­ به­ جا می­شود. برای مثال، با تغییر تابش از MgKα (6/1253 الکترون­ولت) به AlKα (6/1486 الکترون­ولت)، پیک اوژه درطیف طیف سنجی فوتو­الکترونی پرتو ایکس233 الکترون­ولت جا به­ جا می­شود.

دریافت مشاوره رایگان آنالیز

طیف سنجی فوتوالکترونی پرتو ایکس (XPS)

اصول اولیه طیف­ سنجی فوتو­الکترونی پرتو ایکس(طیف سنجی XPS)

تصویربرداری XPS از ترکیب ­ها