Aktualności
Fizyka przed Wyzwaniami Cywlizacyjnymi

17 stycznia 2019,
Instytut Fizyki PAN
CTT IFPAN
Centrum Transferu Technologii
Instytutu Fizyki PAN
Charakteryzacja - Rentgenowska spektroskopia fotoelektronowa, spektroskopia fotoelektronowa w zakresie ultrafioletu (UPS)
oraz dyfrakcja niskoenergetycznych elektronów (LEED)

W rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronowej (XPS), lub spektroskopii elektronowej dla analizy chemicznej (ESCA), naświetlamy powierzchnię próbki nisko-energetycznym promieniowaniem X (Kα Al  1486 eV lub Kα Mg  1253 eV). Promieniowanie to wyrzuca elektrony z powłok rdzeniowych atomów w próbce do próżni. (Efekt fotoelektryczny). Analizator mierzy energię elektronów oraz ich natężenie. Energia ta jest charakterystyczna dla każdego pierwiastka i wiązania tego pierwiastka w związku chemicznym. Z takiego widma uzyskujemy informacje o rodzaju atomów w próbce, ich koncentracji oraz wiązaniu chemicznym. Technika ta jest powierzchniowo czuła, ponieważ elektrony, które docierają do analizatora bez straty energii pochodzą z warstwy próbki (1-10 nm).

 

Dostępne techniki:

  • Pomiary z dużą rozdzielczością energetyczną wykorzystują  monochromatyczne promieniowanie Al Kα.
  • Pomiary z rozdzielczością kątową (ARXPS) umożliwiają wyznaczenie grubości i rodzaju warstw w wielowarstwie (do 10 nm), określenie składu pierwiastkowego oraz wiązania chemicznego.
  • Profilowanie wgłębne (destrukcyjne) z użyciem działa jonowego Ar+   umożliwia analizę chemiczną głębszych warstwach (>10nm) próbki.
  • Spektroskopia w ultrafiolecie (UPS) wykorzystuje światło w zakresie UV do wyznaczania rozkładu elektronów w paśmie walencyjnym oraz wiązania molekuł.
  • Dyfrakcja niskoenergetycznych elektronów (LEED) umożliwia obserwowanie rekonstrukcji powierzchni krystalicznej po różnych procesach (napylania, absorpcji gazów, wygrzewania itp..).
  • Komora przygotowawcza umożliwia różnorodne przygotowanie powierzchni próbek do badań. Działa niezależnie od komory analitycznej. Umożliwia usuwanie powierzchniowych zanieczyszczeń jonami Ar, wygrzewanie, przełamywanie próbek w próżni, skrobanie powierzchni, kontrolowane nanoszenie warstw metali i tlenków,  wprowadzanie gazów reaktywnych o kontrolowanym przepływie, ciśnieniu i temperaturze. Magazynek próbek pozwala przechowywać w warunkach wysokiej próżni do 6 próbek.

Spektrometr XPS lub ESCA z monochromatorem promieniowania Kα Al i hemisferycznym analizatorem energii fotoelektronów Scienta.

Widma XPS dla ZnO wzbudzone za pomocą promieniowania z podwójnej anody (Al i Mg).  Przesunięcie energii wiązania linii Augera umożliwia ich identyfikację.

 

Wysokorozdzielcze widmo XPS poziomu 1s C dla tworzywa sztucznego, z którego wykonana jest butelka na wodę.


Osoby do kontaktu: prof. dr hab. Krystyna Jablonska, e-mail: jablo@ifpan.edu.pl, tel: (+48) 22 116 33 84
Instytut Fizyki Polskiej Akademii Nauk, Aleja Lotników 32/46, 02-668 Warszawa
tel.: (+48) 22 843 70 01 | fax: (+48) 22 843 09 26 | www.ifpan.edu.pl
NIP: 525-000-92-75, Regon: 000326061