¿Cuál es el principio del análisis de electrones en espectroscopia?

Los electrones son sondas muy adecuadas para la investigación de los dispositivos electrónicos y geométricos.
erties de superficies limpias y cubiertas de adsorbato. En consecuencia, el uso de electrones es el
base de una gran cantidad de técnicas experimentales comúnmente empleadas en la ciencia de la superficie.
Este experimento se enfoca en dos técnicas,
Espectroscopía de fotoelectrones
(PSA) y
el fotón inducido
Espectroscopía electrónica de barrena
(AES), que implican la detección
ción de electrones expulsados ​​y son adecuados para la investigación de las propiedades electrónicas
de átomos, moléculas y sólidos y para análisis elemental y químico de superficies.
Una de las principales razones del uso generalizado de electrones como sondas en la ciencia de la superficie.
es su camino libre medio inelástico corto (
mi
) en sólidos (Fig. 1). Esta cantidad describe el
distancia promedio que un electrón puede viajar a través del material sin acumular energía
pérdidas por dispersión inelástica; Por lo tanto, proporciona una indicación del escape de electrones
profundidad. Para electrones con energía cinética en el rango entre 10 y 1000 eV,
mi
lata
variar entre 5 y 30
A depende del material y, por lo tanto, solo asciende a unos pocos átomos
capas. Esto asegura que en un experimento típico basado en la emisión de electrones solo electrones
emitido desde una región estrecha en la interfaz de vacío sólido puede alcanzar el detector sin
pérdida de energía. Como resultado, los métodos PES y AES son altamente sensibles a la superficie.
Durante el experimento, los estudiantes se familiarizarán con los principios fundamentales.
ples, la operación básica y la metodología de PES y AES y obtendrá una idea de la
física subyacente El potencial de las técnicas y el rango de información que puede
se ilustrará mediante una aplicación prototípica, la condensación
de una película de magnesio sobre una superficie de tungsteno y su posterior oxidación. También será
demostró que estas técnicas no destructivas son relevantes para una amplia gama de sistemas
no solo en física de materia condensada, química y ciencia de materiales, sino también en aplicada
física e incluso biofísica. La base técnica del experimento abarca:
conceptos básicos de la tecnología de ultra alto vacío (UHV)
generación de radiación de rayos X
análisis en energía y detección de electrones
preparación de la muestra: deposición de un Mg lm por evaporación en UHV y posterior
oxidación por oxígeno molecular
http: // …
Figura 1:
Inelástica significa el camino libre de electrones en función de la energía cinética de varios elementos.
control informático de las mediciones; adquisición de un conjunto completo de datos
Obtener información sobre el análisis e interpretación de los datos y redactar una breve reseña científica.
El informe de tic (en alemán o inglés) son otros logros de este experimento FOPRA.
2 Espectroscopía de fotoelectrones
2.1 Principios básicos
PES se basa en el
efecto fotoeléctrico
, que Hertz observó por primera vez experimentalmente
y Hallwachs en 1887-1888 y explicado teóricamente por Einstein en 1905 [1]. A pesar de que
El efecto ha sido bien conocido por mucho tiempo, tomó más de seis décadas de experiencia.
desarrollos mentales antes de que Siegbahn y sus colegas lograran establecer PSA como un
herramienta analítica estándar en física atómica, molecular y de estado sólido. El proceso básico es
ilustrado en la figura 2a: un fotón incidente de energía
~
!
es absorbido por un sistema de electrones
(por ejemplo, por una superficie sólida), promoviendo un electrón desde un nivel electrónico ocupado a
Un estado desocupado. Si este estado desocupado se encuentra por encima del nivel de vacío, el electrón
puede escapar al vacío y ser detectado por un analizador sensible a la energía. La energía
el balance es el siguiente:
~
!
+
mi
yo
(
sys
) =
mi
parentesco
+
mi
F
(
sys
) (1)
dónde
mi
yo
(
sys
) y
mi
F
(
sys
) son las energías totales del sistema (átomo, molécula, clúster,
o sólido)
antes de
y
después
absorción de fotones, respectivamente, y
mi
parentesco
es la energía cinética de
El fotoelectrón emitido. En un simplificado
una imagen electrónica
(es decir, descuidar la energía
de interacciones mutuas electrón-electrón) la diferencia
mi
F
(
sys
)