طیف شناسی فوتوالکترونی پرتو ایکس
فرهنگستان زبان و ادب
دانشنامه عمومی
طیف شناسی فوتوالکترونی پرتو ایکس[ ۱] یا طیف سنجی فوتوالکترون پرتو ایکس ( به انگلیسی: X - ray photoelectron spectroscopy ) گونه ای طیف سنجی کمی ست که در آن با تاباندن پرتو ایکس و اندازه گیری همزمان تعداد الکترون آزاد شده از در فاصله ۱ تا ۱۰ نانومتری سطح، و انرژی جنبشی این الکترونها، طیفهایی بدست می آید که بیانگر برخی ویژگی های ماده است. این روش نیاز به خلأ بسیار بالا ( حدود 10 - 7 تا - 10 بار ) دارد.
از آنجا که انرژی پرتو ایکس تابانده شده مشخص است، می توان انرژی الکترون گسیل شده را به وسیلهٔ قانون کار رادرفورد بدست آورد:
که E binding انرژی پیوند الکترون، E photon انرژی پرتو ایکس تابانده شده، E kinetic انرژی جنبشی الکترون ( بوسیله دستگاه ویژه ای اندازه گیری می شود ) و ϕ تابع کار طیف سنج ( و نه ماده ) است.
زمانی که ماده با یک نور با انرژی لازم برهم کنش داشته باشد، یونیزاسیون رخ خواهد داد. [ ۲]
از پدیده فوتوالکتریک، جهت آنالیز ساختار الکترونی ماده استفاده می کند. XPS نوعی از طیف سنجی می باشد که جهت وقوع این پدیده، پرتو اشعه ایکس، X، را بر نمومه آزمایش تابانده، و انرژی فوتوالکترون های منتجه را اندازه می گیرد.
انرژی کوانتومی پرتو تابشی ( E=hʋ ) : میزان انرژی کوانتومی یک پرتو الکترومغناطیسی از حاصلضرب فرکانس پرتو ( که در اینجا فرکانس اشعه ایکس می باشد ) در ثابت پلانک بدست می آید. انرژی پرتو ایکس هر دستگاه XPS به منبع تولیدی پروتو ایکس آن بستگی دارد. به طور مثال: ( Al Kα= 1486. 6 eV )
انرژی پیوند ( Binding Energy; BE ) : میزان انرژی لازم جهت جدایش یک الکترون از یک اتم. این انرژی، مشخصه هر اربیتال اتمی یک عنصر می باشد. به طوری که الکترون هایی که در لایه های مختلف اربیتال یک اتم قرار گرفته اند، انرژی پیوند متفاوتی دارند.
انرژی جنبشی ( Kinetic energy; KE ) : میزان انرژی که یک ذره به علت حرک دارد
تابع کار ( Work Function; Φ ) : کمترین میزان انرژی لازم جهت جدایش یک الکترون از ماده به خارج با انرژی جنبشی صفر
تراز فرمی ( Fermi level ) : ترازی که در آن میزان انرژی پیوند الکترون ها با هسته اتم، صفر می باشد.
انرژی پرتو ایکس تابیده شده به ماده، صرف غلبه بر انرژی پیوند با رساندن آن به تراز فرمی BE، سپس غلبه بر تابع کار Φ و نهایتاً انرژی جنبشی لازم KE به سرعتی که الکترون کسب کرده است، خواهد شد. به طور ساده: hʋ = KE + BE + Φ
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفاز آنجا که انرژی پرتو ایکس تابانده شده مشخص است، می توان انرژی الکترون گسیل شده را به وسیلهٔ قانون کار رادرفورد بدست آورد:
که E binding انرژی پیوند الکترون، E photon انرژی پرتو ایکس تابانده شده، E kinetic انرژی جنبشی الکترون ( بوسیله دستگاه ویژه ای اندازه گیری می شود ) و ϕ تابع کار طیف سنج ( و نه ماده ) است.
زمانی که ماده با یک نور با انرژی لازم برهم کنش داشته باشد، یونیزاسیون رخ خواهد داد. [ ۲]
از پدیده فوتوالکتریک، جهت آنالیز ساختار الکترونی ماده استفاده می کند. XPS نوعی از طیف سنجی می باشد که جهت وقوع این پدیده، پرتو اشعه ایکس، X، را بر نمومه آزمایش تابانده، و انرژی فوتوالکترون های منتجه را اندازه می گیرد.
انرژی کوانتومی پرتو تابشی ( E=hʋ ) : میزان انرژی کوانتومی یک پرتو الکترومغناطیسی از حاصلضرب فرکانس پرتو ( که در اینجا فرکانس اشعه ایکس می باشد ) در ثابت پلانک بدست می آید. انرژی پرتو ایکس هر دستگاه XPS به منبع تولیدی پروتو ایکس آن بستگی دارد. به طور مثال: ( Al Kα= 1486. 6 eV )
انرژی پیوند ( Binding Energy; BE ) : میزان انرژی لازم جهت جدایش یک الکترون از یک اتم. این انرژی، مشخصه هر اربیتال اتمی یک عنصر می باشد. به طوری که الکترون هایی که در لایه های مختلف اربیتال یک اتم قرار گرفته اند، انرژی پیوند متفاوتی دارند.
انرژی جنبشی ( Kinetic energy; KE ) : میزان انرژی که یک ذره به علت حرک دارد
تابع کار ( Work Function; Φ ) : کمترین میزان انرژی لازم جهت جدایش یک الکترون از ماده به خارج با انرژی جنبشی صفر
تراز فرمی ( Fermi level ) : ترازی که در آن میزان انرژی پیوند الکترون ها با هسته اتم، صفر می باشد.
انرژی پرتو ایکس تابیده شده به ماده، صرف غلبه بر انرژی پیوند با رساندن آن به تراز فرمی BE، سپس غلبه بر تابع کار Φ و نهایتاً انرژی جنبشی لازم KE به سرعتی که الکترون کسب کرده است، خواهد شد. به طور ساده: hʋ = KE + BE + Φ
پیشنهاد کاربران
پیشنهادی ثبت نشده است. شما اولین نفر باشید