Anar al contingut

Espectroscòpia de fotoelectrones emesos per rajos X

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià
Màquina XPS en un analisador de masses (A), lentillas electromagnètiques (B), una cambra de ultravacio (C), una font de rajos X (D) i una bomba de buit (I)
Erro al crear miniatura:
Cambra d'anàlisis en una mostra de GaAs.

L'espectrometria fotoelectrónica X o espectrometria de fotoelectrones induïts per rajos X (en inglés: X-Ray photoelectron spectrometry, o XPS) és un método d'espectrometria fotoelectrónica que implica la medició dels espectres dels fotoelectrones induïts per fotons de rajos X. És una espectroscòpia semi-quantitativa i de baixa resolució espacial que habitualment s'utilisa per a estimar l'estequiometría (en un error del 10% aproximadament), estat químic i l'estructura electrònica dels elements que existixen en un material.

Els espectres XPS són obtinguts quan una mostra és irradiada per rajos X (habitualment l'ànodo pot ser de l'o Mg) a l'hora que es medix l'energia cinètica i el número d'electrons que escapen de la superfície del material analisat. Per a una medició de XPS es requerixen condicions d'ultra-alt buit degut a que a pressions majors la taxa d'adsorció de contaminació sobre la mostra pot ser de l'orde de vàries monocapas atòmiques per segon, impedint la medició de la superfície que realment es vol analisar.

Va ser desenrollada en l'Universitat de Upsala (Suècia) en la década de 1960, baix la direcció de Kai Siegbahn, lo que li va valdre el premi Nobel en 1981. El método anteriorment es dia espectroscòpia electrònica per a anàlisis químic o ESCA (en inglés: electron spectroscopy for chemical analysis).

Fonaments

[editar | editar còdic]

La tècnica de espectroscopía fotoelectrónica de rajos-X consistix bàsicament en l'excitació per mig d'un fes de rajos-X dels nivells més interns dels àtoms, provocant l'emissió de fotoelectrones que nos proporcionen informació sobre l'energia de cada nivell i, per tant, sobre la naturalea de cada àtom emissor.

ya que l'energia del fes és hv, si el fotoelectrón ix en una energia cinètica EK, la diferència entre abdós nos dona l'energia de lligam (EL) de l'àtom en particular, característica de cada element. Tot es resumix a medir la velocitat dels electrons emesos per mig de l'espectrómetro:

EL = hv - EK

Per a això és necessari treballar en condicions d'Ultra Alt Buit UHV (ultra high vacuum). Açò es conseguix per mig de l'us de bombes torbe-moleculars i bombes iòniques recolzades en buits previs obtinguts per bombes rotatòries d'oli.

Aplicacions

[editar | editar còdic]

La tècnica XPS s'usa en investigació, desenroll de nous materials i en controls de calitat en fabricació. Esta tècnica és capaç d'obtindre la composició química de vàries superfícies materials fins a 1-2 nm de profunditat. És possible saber la composició superficial d'un material i inclús l'estat d'oxidació i si conté un determinat element. Es poden detectar tots els elements, exceptuant l'hidrogen. La sensibilitat depén de cada element en particular. L'objectiu principal d'esta tècnica consistix en donar la composició percentual d'una determinada capa aixina com l'estat d'oxidació dels elements que la formen.

Les aplicacions de la tècnica es poden resumir en els següents camps:

metalúrgia[6]

  • microelectrónica[7]
  • investigació per a reduir els poluantes[8]

fenomens de corrosió[9][10]

  • caracterisació de superfícies de sòlits en general.


Referències

[editar | editar còdic]
  1. ↑ Giglio, Elvira De; Ditaranto, Nicoletta; Sabbatini, {{{nom3}}} (31 de decembre de 2014). 3. Polymer surface chemistry: Characterization by XPS (en en), De Gruyter. doi:10.1515/9783110288117.73.xml. ISBN 978-3-11-028811-7.
  2. ↑ «Surface Characterization of Polymer Blends by XPS and ToF-SIMS».Materials.9(8)ISSN 1996-1944.doi:10.3390/ma9080655.Consultat el 22 de maig de 2020.
  3. ↑ «Surface chemistry of phase-pure M1 MoVTeNb oxide during operation in selective oxidation of propane to acrylic acid».J. Catal..(285)
    48-60.
  4. ↑ «The reaction network in propane oxidation over phase-pure MoVTeNb M1 oxide catalysts».J. Catal..(311)
    369-385.
  5. ↑ «Metal free, phosphorus doped carbon nanodot mediated photocatalytic reduction of methylene blue».Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis.129(2)
    1131–1143.ISSN 1878-5204.doi:10.1007/s11144-020-01724-9.Consultat el 22 de maig de 2020.
  6. ↑ «Study on the passive film formed on 2205 stainless steel in acetic acid by AAS and XPS».International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials.16(2)
    170–176.ISSN 1674-4799.doi:10.1016/S1674-4799(09)60029-7.Consultat el 22 de maig de 2020.
  7. ↑ «Thin films and interfaços in microelectronics composition and chemistry as function of depth».
  8. ↑ «The effects of manganese precursors on NO catalytic removal with MnOx/SiO2 catalyst at low temperature».Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis.ISSN 1878-5204.doi:10.1007/s11144-020-01772-1.Consultat el 22 de maig de 2020.
  9. ↑ «Electrochemistry and XPS study of an imidazoline as corrosion inhibitor of mild steel in an acidic environment».Materials and Corrosion.60(1)
    14–21.ISSN 1521-4176.doi:10.1002/maco.200805044.Consultat el 22 de maig de 2020.
  10. ↑ «XPS Investigation on the Surface Chemistry of Corrosion Products on ZnMgAl-coated Steel» (en en). Analytical and bioanalytical chemistry. Consultat el 22 de maig de 2020.
Obtingut de «https://lenciclopedia.org/w/index.php?title=Espectroscòpia_de_fotoelectrones_emesos_per_rajos_X&oldid=1357300»