XPS против XRF против эффекта Оже — рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия

Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС) — ключевой и очень важный метод анализа поверхности. При этом измерении происходят ТРИ явления: 1. Эмиссия фотоэлектронов 2. Рентгеновская флуоресценция 3. Эффект Оже Давайте подробно рассмотрим каждое из них. 1. Фотоэлектроны Рентгеновские лучи известной энергии бомбардируют образец, и фотоэлектроны испускаются из ядра атома. Кинетическая энергия (КЭ) фотоэлектронов затем регистрируется детектором РФЭС. Используя следующее уравнение, можно рассчитать энергию связи (ЭС): hv = BE + KE + ϕуд BE = hv - KE - ϕуд Где hv — энергия рентгеновских лучей (известное значение), КЭ, рассчитанная с помощью детектора РФЭС, а ϕуд — работа выхода спектрометра (постоянная величина). Таким образом, можно рассчитать электростатическую энергию элемента, которая является своего рода «отпечатком пальца» каждого элемента, присутствующего в образце. Электростатическая энергия может раскрыть множество важных характеристик элемента. Например, какой элемент присутствует, с чем связан атом или элемент, химическое окружение, степени окисления, были ли электроны удалены или добавлены к атому... 2. Рентгеновская флуоресценция (РФ) В результате фотоэлектронной активности в оболочке ядра образуется вакансия. Атом находится в возбуждённом состоянии и должен релаксировать, просто падая на эту вакансию с более высоких орбитальных электронов. Рентгеновское излучение, возникающее в результате падения электронов на вакансию, называется рентгеновской флуоресценцией. Однако это явление не учитывается в РФЭС, и пики не появляются в спектре. Это объясняется двумя причинами: i) это явление слабое и ii) РФЭС регистрирует только электроны, а не рентгеновское излучение. 3. Оже-эффект Аналогичным образом, когда вакансия ядра заполнена электронами с более высокой орбитали, из атома может вылететь дополнительный электрон, называемый оже-электроном. В спектре XPS наблюдаются пики, соответствующие этим оже-электронам. Например, вакансия ядра находится в K-оболочке, электрон с L-орбитали заполняет эту вакансию ядра, и ещё один электрон испускается с L-орбитали. Таким образом, переход обозначается как KLL, и это обозначение используется для представления оже-пика в спектре XPS. XPS — рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия || Поверхность против ультратонкой плёнки против тонкой плёнки    • XPS Explained: Surface vs Thin Film vs Ult...   Почему в РФЭС (рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии) видны только пики остовных электронов    • Why XPS Only Detects Core Electrons (Expla...   Почему p-орбитали, d-орбитали и f-орбитали имеют ДВА пика (дуплет) в спектрах РФЭС    • XPS Doublet Peaks Explained: Why p, d, f O...   Что такое энергия связи (ЭС) в рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС)?    • What Is Binding Energy in XPS? Clear Expla...   Почему РФЭС — метод, чувствительный к поверхности?    • Why XPS Only Sees the Surface: The Real Re...   Секрет уравнения "hv = BE+KE+Ø" для рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии    • The XPS Equation Explained: BE = hν – KE –...   Важность обзорных спектров в РФЭС (рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии)    • XPS Survey Spectrum Explained: What It Rea...