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

دانلود فایل PDF مقاله

اصول اولیه طیف­ سنجی فوتو­الکترونی پرتو ایکس

طیف ­سنجی الکترونی روشی است که از الکترون­های مشخصه منتشر شده از جسم جامد برای آنالیز عنصرها (نه شکل برداری مانند میکروسکوپی الکترونی) استفاده می­کند. الکترون­های مشخصه (چه الکترون­های اوژه باشند یا فوتوالکترون­ها) با داشتن مقدار انرژی مشخص، عنصرهای شیمیایی را در نمونه­ های مورد آزمایش تشخیص می­دهند. الکترون­های اوژه یا فوتوالکترون­ها تنها می­توانند از بالاترین لایه­ های اتمی جامد (عمق 10 نانومتر یا کمتر) فرار کنند زیرا انرژی آن­ها نسبتاً کم است (بیشتر بین 20 تا 2000 الکترون­ ولت)، درحالی­که پرتو­های ایکس مشخصه از عمق­ های خیلی زیادتر (چندین میکرومتر از سطح) فرار می­کنند. بنابراین طیف­ سنجی الکترونی روشی برای آنالیز شیمیایی سطح مواد است. فوتوالکترون­ها (شکل الف) و الکترون­های اوژه (شکل ب) از نظر منشاء فیزیکی با یکدیگر تفاوت دارند، ولی هردو نوع الکترون اطلاعات مشابه ای از عنصرهای شیمیایی موجود درسطح مواد ارائه می­دهند.

اصول پایه­ ای

فوتوالکترون پرتو ایکس، الکترونی است که در زمان جذب فوتون پرتو ایکس، توسط اتم از مدار الکترونی آن اتم منتشر می­شود. در واقع فوتون انرژی لازم برای غلبه بر نیروی جاذبه از طرف هسته را برای الکترون فراهم می کند. شکل1- الف منتشر شدن فوتو­الکترون از اتمی که تحت تأثیر فوتون پرتو ایکس قرار گرفته را به­ صورت طرح­ وار نشان می­دهد. فوتون پرتو ایکس برخوردی به اتم، به اندازه کافی انرژی دارد (به اندازه مقدارhν) که بتواند الکترونی از مدار داخلی، برای مثال از مدار K، را بیرون اندازد. در این صورت، الکترون مدار K به­ صورت فوتو­الکترون با انرژی جنشی EK از سطح مورد نظر به بیرون پرتاب می­شود. با دانستن انرژی جنبشی EK، می­توان انرژی پیوند (EB) فوتو­الکترون اتم را بر پایه رابطه زیر محاسبه کرد.

آنالیز XRD

فرایند¬های انتشار الکترون¬های مشخصه: (الف) فوتوالکترونs1؛ و (ب) الکترون اوژه2،3L1KL.

شکل 1- فرایند­های انتشار الکترون­های مشخصه: (الف) فوتوالکترونs1؛ و (ب) الکترون اوژه2،3L1KL.

(1) EB= hν−EK −Φ

Φ عامل نشان­دهنده انرژی مورد نیاز برای فرار الکترون از سطح ماده، h ثابت پلانک و ν بسامد فوتون برخوردی با الکترون است. مقدارΦ به جنس ماده و دستگاه بستگی دارد و به آن تابع کار گفته می‌شود و برای هر ماده­ ای مقداری منحصربه‌فرد دارد. انرژی­ پیوند الکترون­های اتمی (EB) نیز برای هر عنصری دارای مقادیر  مشخصی است.

طیف­ سنجی فوتو­الکترونی پرتو ایکس (XPS)، عنصرهای شیمیایی را از طیف­ های انرژی پیوند فوتو­الکترون­های پرتو ایکس شناسایی می­کند. شکل طیف این روش به­ صورت منحنی است که از وصل کردن نقاط نشان­ دهنده شدت نسبت به انرژی پیوند ­به دست می­آید. فوتو­الکترون­ها از مدارها اصلی و  فرعی مختلفی منتشر می­شوند. هر پیک انرژی پیوند، با نماد یک عنصر و نماد مداری که فوتو­الکترون از آن منتشرشده، نشان داده می­شود؛ برای مثال s1O،p2Al(شکل2). این طیف هم­چنین می­تواند شامل پیک­هایی از الکترون­های اوژه باشد. برای مثال­، طیف نشان داده شده در شکل 2 شامل پیک­های الکترون­های اوژه با نشانه­ های OKLL و CKLL است که در ادامه به بررسی آن‌ها خواهیم پرداخت.

طیف طیف¬سنجی فوتو¬الکترونی پرتو ایکس از یک سطح آلومینیم اکسید شده

شکل 2- طیف طیف ­سنجی فوتو­الکترونی پرتو ایکس از یک سطح آلومینیم اکسید شده

شما می توانید از خدمات آنالیز شرکت تماد کالا استفاده کنید و یا برای مشاوره رایگان با کارشناسان ما در ارتباط باشید. 

 

کاربردهای XPS

طیف سنجی فوتوالکترونی پرتو ایکس (XPS)

تصویربرداری XPS از ترکیب ­ها

به محتوای این صفحه امتیاز دهید


امتیازی ثبت نشده است.

مقاله های تمادکالا

تصویربرداری XPS از ترکیب ­ها طیف­ سنجی فوتو­الکترونی پرتو ایکس و طیف­ سنجی الکترونی اوژه را همچنین می­توان برای آنالیز توزیع عنصرهای شیمیایی روی سطوح از طریق تولید نقشه­ های ترکیب، همانند میکروسکوپ الکترونی مورد استفاده قرار داد. نقشه­ های ترکیب بیشتر از طریق روبش سطح نمونه با پرتوهای متمرکز به­ دست می­آیند. قدرت تفکیک […]

اسید سولفوریک مایعی شفاف، روغنی و بی بو (میزان بو بستگی به درجه خلوص دارد) با نام های سولفات هیدروژن و جوهر گوگرد و فرمول شیمیایی H2SO4  که دارای جرم مولی 98.078 g/mol است. فروشگاه اینترنتی تمادکالا در زمینه  فروش اینترنتی اسید سولفوریک فعالیت می کند. شما می توانید برای اطلاعات بیشتر در این مقاله […]

کاغذ تورنسل یا کاغذ لیتموس (Litmus paper) در اصل از یک ماده ی رنگی طبیعی و نوعی گلسنگ (Lichen) به دست می آید. گلسنگ گیاهی کوچک است که از همزیستی قارچ و جلبک در کنار هم به وجود می آید. کاغذ تورنسل برای سنجش و شناسایی اسیدها و بازها مورد استفاده قرار می گیرد. کاغذ لیتموس […]

ضدعفونی کردن دستان روشی مطمئن و مقرون به صرفه برای پیشگیری از بیماری های واگیر دار به ویژه ویروس کرونا است. طبق تحقیقات انجام شده ضدعفونی کردن دستان باعث کاهش 50% مرگ و میر ناشی از اسهال و کاهش 25% مرگ و میر ناشی از عفونت های تنفسی می شود. ضدعفونی کننده های دست اولین […]

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

برخی از مشتریان تمادکالا