Fotoelektronová spektroskopie: Porovnání verzí

Dopadající elektromagnetické záření o energii ''hν'' předává svoji energii elektronům ozářeným v nějaké vrchní slupce atomu na povrchu měřeného vzorku. Pokud je energie záření dostatečná, je ozářený elektron emitován (viz [[Fotoelektrický jev|fotoefekt]]). Pro jeho kinetickou energii ''E_k'' pak platí vztah<br />

 

 

kde ''E_b'' je vazebná energie emitovaného elektronu vztažená k Fermiho mezi a ''Φ_v'' je výstupní práce měřeného vzorku. Aby mohl být tento vztah použit k výpočtu vazebné energie, je nutné znát výstupní práci vzorku. To lze naštěstí obejít díky tomu, že rychlost vystupujícího elektronu je ovlivněna kontaktním potenciálem, který je roven rozdílu výstupních prací spektrometru a vzorku ''Φ_s'' – ''Φ_v'', a který je třeba přičíst k pravé straně rovnice (1). Pro vazebnou energii lze tedy psát<br />

 

 

kde ''Φ_s'' je výstupní práce spektrometru. <br />

Elektromagnetické záření proniká ve zkoumaném vzorku do hloubky několika μm. Povrchovost metody je dána transportem elektronů v látce. Elektrony mohou být na cestě k povrchu ovlivněny různými interakcemi a pro fotoelektronovou spektroskopii jsou využitelné pouze ty elektrony, které cestou k povrchu neztratily žádnou energii. Pravděpodobnost nepružné interakce (tedy ztráty energie) je dána střední neelastickou volnou dráhou elektronu v látce (IMFP – ''Inelastic Mean Free Path''), jejíž velikost je v řádu nm. Fotoelektrony a [[Augerův jev|Augerovy elektrony]], které prodělaly další nepružnou interakci, ztrácí část své energie a přispívají tedy k pozadí. To se na grafu, na kterém je vynesena intenzita v závislosti na vazebné energii, projeví nárůstem pozadí za každým spektrálním maximem směrem k vyšší vazebné energii.

== Omezení metody ==

Aby emitované elektrony donesly informace až do detektoru, musí být jejich [[střední volná dráha]] ve vakuu dostatečně velká. To je nutné zajistit dostatečně nízkým tlakem uvnitř aparatury (musí být menší než 10⁻³ Pa). Aparatura se ale kvůli delšímu zachování čistoty vzorků většinou čerpá na mnohem vyšší vakuum. Samotná naměřená maxima jsou rozšiřována [[Relace neurčitosti|relacemi neurčitosti]] času a energie a také [[Dopplerův jev|Dopplerovým jevem]]. Maxima pak mají tvar [[konvoluce]] [[Lorentzova funkce|Lorentzovy]] a [[Gaussova funkce|Gaussovy funkce]].

 

== Druhy metody (podle použitého záření) ==

=== Rentgenová fotoelektronová spektroskopie (XPS - ''X-ray photoelectron spectroscopy'') ===

Při této metodě, jak už název naznačuje, se k emisi elektronů používá [[rentgenové záření|rentgenového záření]]. Jeho nejčastějším zdrojem jsou [[Rentgenka|rentgenky]], které vydávají charakteristické záření, jehož [[vlnová délka]] závisí na materiálu anody. Například rentgenka s hliníkovou anodou vydává záření o energii ''hν'' = 1486,6 eV (= o vlnové délce 0,83 nm) zatímco rentgenka s hořčíkovou anodou pak vydává záření o energii ''hν'' = 1253,6 eV (= o vlnové délce 0,99 nm). Tyto energie jsou dostatečně velké na zkoumání vnitřních hladin [[Elektronový obal|elektronového obalu]].

 

== Odkazy ==

=== Reference ===

* POLÁŠEK JAN: [https://is.cuni.cz/webapps/zzp/detail/86229/17105935/?q=%7B%22______searchform___search%22%3A%22Studium+modelov%5Cu00e9ho+syst%5Cu00e9mu+kov%5C%2Foxid+wolframu+metodou+RHEED+a+metodami+elektron%22%2C%22______searchform___butsearch%22%3A%22Vyhledat%22%2C%22PNzzpSearchListbasic%22%3A1%7D&lang=cs Studium modelového systému kov/oxid wolframu metodou RHEED a metodami elektronových spektroskopií], (Diplomová práce), MFF UK, Praha, 2012

* {{Commonscat}}

 

{{Autoritní data}}

 

[[Kategorie:Spektroskopie]]