анализа и исследования химических связей. Методом УФЭС можно исследовать молекулярные уровни адсорбированных веществ, но более часто по форме пика фотоэлектронов, возникающих из валентной зоны, оценивают плотность состояний.

В каждом фотоэлектронном спектре содержатся электронные пики на относительно интенсивном фоне. Эти сигналы принадлежат электронам, покидающим вещество без каких-либо энергетических потерь. Непрерывный фоновый сигнал создается фотоэлектронами, потерявшими часть кинетической энергии на пути из образца, и вторичными электронами (см. разд. 10.2.1).

Так как для аналитических целей важны только электроны, не претерпевшие каких-либо энергетических потерь, аналитический сигнал формируется электронами, выходящими из очень тонких поверхностных слоев. Глубина выхода (без потерь) фотоэлектронов определяется их средней длиной свободного пробега. Эта величина находится в пределах от 0,5 до 10 нм и зависит от кинетической энергии электронов. Обычно глубина выхода в РФЭС составляет величину порядка 1 нм (приблизительно 5 атомных слоев). Средняя длина свободного пробега является статистической величиной, обозначающей расстояние, проходимое электронами в твердом теле, до момента потери энергии 1/е (~ 35%) частью электронов в результате столкновения с атомами вещества.

Функция выхода фотоэлектронов в твердом теле имеет экспоненциальный характер е~х1х, где х — координата по глубине. В случае, если х = А, для нормального угла выхода (а = 90°, спектрометр детектирует электроны, вылетающие перпендикулярно поверхности образца) 65% электронов выходят из глубины до Л. Остальные 35% выходят из более глубоких слоев, и вероятность их выхода падает в соответствии с функцией выхода. Разрешение по глубине можно улучшить, уменьшая угол а и таким образом увеличивая л пину пути электронов. Средняя глубина выхода х (измеренная перпендикулярно поверхности) в этом случае равна a; sin а.

После ознакомления с положениями, общими для обоих методов фотоэлектронной спектроскопии, перейдем к обсуждению этих методов по отдельности.

РФЭС

В методе РФЭС фотоны с энергиями порядка единиц килоэлекронвольт генерируются при помощи рентгеновской трубки (обычно линия AI KQ, Е = 1,49кэВ, или Mg KQ, Е = 1,25кэВ) или синхротрона. В современных приборах используют монохроматическое излучение, получаемое в результате дифракции первичного пучка на кристалле-монохроматоре, выр°зающем определенную область длин волн из эмиссионного спектра в соответствии с условием Брэгга (рис. 10.1-3):

nA = 2d sin б

где п — порядок дифракции, в данном случае выбирают первый порядок п = 1, d — постоянная решетки кристалла, в — угол Брэгга (угол скольжения падающего луча).

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию