espectroscopia de elétrons - Electron spectroscopy
Espectroscopia de electrões é uma técnica analítica para estudar a estrutura electrónica e da sua dinâmica em átomos e moléculas . Em geral, uma fonte de excitação, tais como raios-x , electrões ou radiação sincrotrónica irá ejectar um electrão a partir de uma concha interior- orbital de um átomo. Detecção de fotoelectrões que são ejectados por raios-X é chamado de raios-x espectroscopia de fotoelectrs (XPS) ou electrões espectroscopia para análise química (ESCA). Detecção de electrões que são ejectados a partir de orbitais mais elevadas para conservar energia durante as transições de electrões é chamado Auger de electrões espectroscopia (AES).
aplicações experimentais incluem medições de elevada resolução sobre a intensidade e distribuições angulares de electrões emitidos, bem como sobre os rendimentos totais e parciais de iões. electrões ejectados pode escapar apenas a partir de uma profundidade de cerca de 3 nm ou menos, tornando espectroscopia de electrões mais útil para estudar as superfícies de materiais sólidos. Profundidade de perfil é conseguido através da combinação de uma espectroscopia de electrões com uma fonte de pulverização que remove as camadas de superfície.
Synchrotron trabalho de pesquisa de radiação foi realizada no Laboratório de MAX em Lund, Suécia, Elettra anel de armazenamento em Trieste, Itália, e em ALS em Berkeley, CA.
Na utilização típica de laboratório, a amostra é colocada na câmara de amostra de um microscópio electrónico de varrimento (SEM). Porque o SEM utiliza um feixe de elétrons para iluminar a amostra e produzir as imagens em três dimensões frequentemente nos noticiários leigos e publicações, bem como revistas profissionais, a amostra deve ser capaz de conduzir eletricidade. Se a amostra é metálica, a condução de electrões já está presente por causa da condutividade eléctrica natural do metal. É não-metálico, a amostra é geralmente revestida com uma camada de ouro e de platina aproximadamente vinte nanómetros profunda. Isto é suficiente para que a amostra seja condutora sem ser tão espessa quanto a elementos de "esconder" presentes na amostra. Quando os electrões emitidos pelo SEM colidem com os electrões dos átomos da amostra, a física de colisões típicos electrão-electrão aplicar, de modo a que electrões amostra com menos energia em suas orbitais do que o nível de energia da (configuração keV) SEM, serão deslocadas de suas órbitas pelos elétrons mais elevados SEM energia. Isso deixa o átomo em um estado instável, que é corrigido por elétrons de energia mais elevada na amostra "caindo" para baixo para ocupar as camadas eletrônicas previamente expulsos pelos elétrons mais elevados SEM energia. A fim de conseguir isso, os elétrons de energia mais elevada no interior do átomo deve abandonar o excesso de energia que existe entre os elétrons ejetados e os elétrons de energia mais altos. Uma maneira de fazer isso é através da criação de fótons de energia do raio X. Esta energia pode ser detectado pelo espectrómetro de electrões com um detector colocado no interior da câmara de espécimes do SEM e os electrões podem ser identificados como para os elementos a partir dos quais eles foram emitidos. Isto dá uma imagem qualitativa de que os elementos estão presentes dentro da amostra, porque o espectrómetro de energia dispersiva pode verificar todo o grupo de elementos apresentam-se para a configuração kev do SEM, que é utilizador controlada por simples troca de um botão ou pressionando um botão de definir o limite superior do poder kev de feixe de electrões do SEM. Ao revestir as amostras não condutores com ouro e platina, como descrito acima, picos significativos aparece no gráfico nos pontos kev de ouro e platina. Estes picos geralmente pode ser facilmente removida a partir do gráfico pelo software do sistema de espectroscopia devem eles ofuscar áreas onde elementos que ocorrem naturalmente estão presentes. Se estes elementos incluem o ouro ou a platina, o problema pode ser contornado no início utilizando carbono como o agente de revestimento. O carbono é electricamente condutora mas suficientemente "leve" de tal modo que o espectrómetro de energia dispersiva típico não será capaz de detectar que dentro da sua gama habitual de detecção, o que muitas vezes vai para baixo para de sódio mas tem dificuldade em detectar elementos mais leves, sem a utilização de um detector de comprimento de onda separados .