Качественный анализ материалов методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии

Пример широкополосного РФС (обзорного) спектра показан на рис. 4, где указаны фотоэлектронные пики магния (Mg 1s, 2s, 2p) и пики Оже KLL. Рис. 5 показывает узкое сканирование (индивидуальное сканирование) Mg 2s пик, который показывает структуру спутникового плазмона. Спектры валентной зоны также могут наблюдаться, как показано на рис. 6 . Установка 50% -го значения края Ферми для энергии связи нуля регулирует на энергетическую шкалу относительно уровня Ферми.
 
 
 








 
 
 
 
 
Рисунок 4 – Обзор РФС-спектра поверхности магния, очищенной распылением, в режиме CRR
 








 
 Рисунок 5 – Сплит-сканирование или индивидуальное сканирование (детальное сканирование) пика Mg 2s (постоянная энергия анализатора).
 
 
 







Рисунок 6 – Высокое разрешение (Энергия прохождения 10 эВ) валентность полосовой спектр Ag. шкала энергии связи не откалибрована

Использованы в данном случае простые источники рентгеновского излучения без монохроматора (Mg / Al) Главный пик Кα12 сопровождается пиками спутника, вызванными рентгеновскими спутниковыми линиями такие как Кα34 и т. д. [ 3.13 ] (см. рис. 7 ). Относительная интенсивность перевеса Кα34 пик составляет около 10% от интенсивности основного пика, и его сдвиг составляет около 10 эВ до более низкая энергия связи для точных энергий и интенсивностей. Потому что их энергия и интенсивность относительно основного пика хорошо известны, спутник-источник пики могут быть легко вычтены из общего спектра. Самые современные инструменты работают с монохромными рентгеновскими лучами, где такого рода спутников не существует.

 
 







Рисунок 7 – Спутники со стороны низкой энергии связи спектра C1s (энергия связи не откалибрована), возбужденные излучением Al K без монохроматора

В то время как неупругое рассеяние вызывает повышенный, но плавно изменяющийся фон на стороне высокой энергии связи основного элементарного пика, часто плазменные пики потери возбуждения наблюдаются над фоном. Oни вызваны дискретными потерями из-за коллективных электронных колебаний в валентности полоса и обычного порядка 10–20 эВ. В качестве примера, рис. 5 показывает плазмонные пики в спектре Mg 2s, где можно наблюдать даже вторую и третюю гармоники.
Структура дублетных пиков наблюдается при переходах электронов с уровней с суммарный момент импульса выше s, то есть для p, d, f. В то время как все пики являются синглетами, все остальные уровни являются дублетами с немного отличающимися энергиями.
Поскольку неспаренный электрон, оставшийся после фотоэмиссии, имеет параллель или антипараллельная ориентация к орбитальному импульсу (спин-орбитальная связь), там это разница в энергии. Разделение энергии двух соседних пиков та же самая орбита (то же самое n=l) увеличивается с атомным номером и уменьшается для того же самого и с более высокими значениями n.
 
 

Заключение

В заключении отметить, что В зависимости от цели и требуемой точности, простое линейное вычитание или более сложные методы могут использоваться в РФС. Чем выше фон интенсивности РФС, тем больше дополнительных методов исследований потребуется для получения более точных данных о состоянии материала. Кроме того, знание правильного распределения состава необходимо для правильного количественного определения фаз, располагающихся в материале. Также стоит отметить, что для качественного анализа РФС завершающий этап масс-спектров – процесс идентификации линий, которые обусловлены комплексными (молекулярными) ионами.
Подобные исследования очень важны в материаловедении, поскольку они помогают исследовать распределение химических элементов в материале, которые способен определить химический промышленный анализатор. Контроль распределения химических элементов будет способствовать корректному прогнозированию механических характеристик этого материала, и, следовательно, повышению его качества.
В данной работе достигнута основная цель – описан качественный анализ материалов методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии.
В данном реферате были решены следующие задачи:
приведены основные понятия, связанные с качественным анализом и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопией;
описан качественный анализ материалов методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии.
Также в процессе написания реферата были использованы современные и классические источники литературы и глобальной сети Internet.


Список использованной литературы

Алёшин В.Г., Смехнов А.А., Богатырёва Г.П., Крук В.Б. Химия поверхности алмаза. Киев: Наукова думка, 1990. — 200 с.
Драго Р. Физические методы в химии. Том 1. Монография. — Москва: Издательство "Мир", 1981. — 424 с.
Хунгер Г.-И. (ред). Избранные методы исследования в металловедении. Пер. с нем. — М.: Металлургия, 1985. — 416 с.
Wagner J.M. (Ed.) X-Ray Photoelectron Spectroscopy: Chemical Engineering Methods and Technology. Nova Science Publishers, 2011. - 290 p.
Родзевич А.П., Газенаур Е.Г. Методы анализа и контроля веществ. Учебное пособие. — Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2013. — 312 с.
Петров А.А. Электронная и ионная спектроскопия материалов и структур микро - и оптоэлектроники. Учеб. пособие. – СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ". – 2011. – 80 с.
Анищик В.М., Борисенко В.Е., Жданок С.А., Толочко Н.К., Федосюк В.М. Наноматериалы и Нанотехнологии. Мн.: БГУ, 2008. - 375 с.
Родзевич А.П., Газенаур Е.Г. Методы анализа и контроля веществ. Учебное пособие. — Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2013. — 312 с.
Hofmann S. Auger- and X-Ray Photoelectron Spectroscopy in Materials Science: A User-Oriented Guide. Springer, 2013. — 528 p.









2