Espectroscopia de fotoelétrons

Sistema PES típico com analisador hemisférico, tubos de raios-X e vários métodos de preparação

A espectroscopia de fotoelétrons (PES) ou espectroscopia de fotoemissão é baseada no efeito fotoelétrico externo , no qual os fotoelétrons por radiação eletromagnética de um estado sólido devem ser resolvidos. Em um modelo simplificado, o processo de fotoemissão ocorre em três etapas. Primeiro, o elétron é excitado pelo fóton incidente, então o elétron excitado é transportado para a superfície e, como uma terceira etapa, o fotoelétron sai. A direção de saída e a energia cinética desses elétrons permitem tirar conclusões sobre a composição química e as propriedades eletrônicas do corpo sólido que está sendo examinado.

Na física do estado sólido e em áreas relacionadas, como física de superfície , química de superfície e pesquisa de materiais, a espectroscopia de fotoelétrons desempenha um papel central na investigação de estados eletrônicos ocupados . O desenvolvimento do aparelho desde 2000 abriu novos campos de pesquisa básica para espectroscopia de fotoelétrons.

A espectroscopia de fotoelétrons é dividida nas áreas de espectroscopia de fotoelétrons ultravioleta ( UPS , PES ultravioleta ), espectroscopia de fotoelétrons de raios-X ( XPS , PES de raios-X ; também ESCA , espectroscopia de elétrons para análise química ) e espectroscopia de fotoelétrons com resolução angular ( ARPES , Inglês . ângulo resolvido-PES ). A espectroscopia de fotoelétrons ultravioleta faz principalmente declarações sobre compostos químicos e propriedades eletrônicas de um material. A espectroscopia de fotoelétrons de raios-X fornece informações sobre a composição elementar da superfície e sobre o estado de ligação química desses elementos. A profundidade da informação corresponde à profundidade de penetração dos elétrons não espalhados ou elasticamente espalhados e é geralmente de até três nanômetros. A estrutura eletrônica de um sólido é examinada usando espectroscopia de fotoelétrons com resolução angular. Este método de medição é adequado para comparar o calculado teoricamente com o curso real da função espectral do sistema eletrônico.

história

O efeito fotoelétrico externo foi descoberto experimentalmente em 1887 por Heinrich Hertz e Wilhelm Hallwachs e mais tarde explicado por Albert Einstein ( Prêmio Nobel de Física 1921).

Hallwax percebeu que não é a intensidade da luz, mas sua frequência que decide se os elétrons podem ser liberados da superfície de um fotocátodo. Einstein introduziu o termo quantum de luz ( fóton ) e mostrou que sua energia, que - como Max Planck já havia descoberto para a radiação térmica - resulta diretamente da frequência da luz ν, deve ser pelo menos tão grande quanto a função de trabalho Φ da superfície sólida . Sua equação fotoelétrica fornece a energia cinética de um fotoelétron E _kin , que é excitado por um fóton com a energia do _fótonE de um estado com a energia de ligação E _B.

A espectroscopia de fotoelétrons foi sistematicamente desenvolvida a partir de 1960 por Kai Siegbahn em Uppsala em um importante método de investigação experimental em física de superfície e estado sólido, pelo qual ele também recebeu o Prêmio Nobel em 1981 .

A ideia subjacente era converter a distribuição de energia dos elétrons no estado sólido em uma distribuição de intensidade I ( E _kin ) de fotoelétrons com uma certa energia E _kin por meio de excitação de fotoemissão . A energia cinética dos fotoelétrons pode então ser medida (espectroscopicamente) usando analisadores magnéticos ou eletrostáticos adequados.

Para excitar os fotoelétrons, ele usou dois tipos diferentes de fontes de luz, que ainda são comuns em laboratórios hoje, a lâmpada de descarga de gás e o tubo de raios-X. A radiação gerada nessas fontes e utilizada para PES está na faixa do ultravioleta duro ou na faixa do raio-X suave. De acordo com a energia da radiação utilizada, é feita uma distinção entre espectroscopia de fotoelétrons e UPS (espectroscopia de fotoelétrons ultravioleta) e XPS , após o nome inglês de raios X para raios-X. A resolução de energia dos primeiros instrumentos usados era normalmente entre 1 e 2 eV na faixa XPS e 100 meV ou menos na faixa UPS.

Uma descoberta importante de Siegbahn foi que os espectros dos elétrons centrais dependem do ambiente químico do sistema sob investigação. Nos espectros XPS do mesmo elemento, dependendo da forma química em que está presente, existem diferenças na energia de ligação de um elétron do núcleo de até alguns elétron-volts e, em muitos casos, a forma dos espectros também pode fornecem informações sobre o estado de valência de um elemento. O segundo nome de XPS, ESCA ( Electron Spectroscopy for Chemical Analysis ) , é baseado nessas observações e nas possíveis aplicações resultantes .

O método de estudar moléculas na fase gasosa usando luz ultravioleta foi desenvolvido por David W. Turner e descrito em uma série de publicações de 1962 a 1970. Ele usou uma lâmpada de descarga de gás He ( E = 21,22 eV) como fonte de luz, cuja emissão está na faixa do ultravioleta. Com esta fonte, o grupo de Turner alcançou uma resolução de energia de aproximadamente 0,02 eV e foi assim capaz de determinar a energia dos orbitais moleculares com muita precisão e compará-la com os valores teóricos da química quântica atualmente desenvolvidos na época . Devido à excitação por meio da luz ultravioleta, esse método de medição - baseado em XPS - foi denominado UPS.

Descrição teórica

Esquema simplificado do PES do efeito de foto ao espectro medido. O gráfico à esquerda mostra a densidade de estados (DOS) de um metal com dois estados de nível de tronco e uma banda (metálica) cruzando o nível de Fermi . Medindo em temperatura finita e resolução de dispositivo, a borda nítida de Fermi e os níveis discretos do corpo são ampliados, esboçados no gráfico certo como um espectro PES.

Representação esquemática dos níveis de energia relevantes para as medições da energia de ligação usando espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS)

A espectroscopia de fotoelétrons é um método de medição baseado no efeito de foto externo. Se um gás ou um corpo sólido é irradiado com luz do conhecido _{fóton de} energia E , os elétrons com energia cinética E _kin são liberados. Com sua equação fotoelétrica, Einstein foi capaz de estabelecer a conexão entre a energia do fóton incidente e a energia cinética dos elétrons:

{\ displaystyle E _ {\ mathrm {kin}} = E _ {\ mathrm {Photon}} -E _ {\ mathrm {B}} - \ Phi _ {\ mathrm {spect}}}

Com a energia do fóton conhecida e a energia do elétron medida, as afirmações podem ser feitas sobre as relações de ligação dos elétrons no material examinado usando esta equação. A energia de ligação E _B refere-se ao potencial químico do corpo sólido e (durante a calibração do espectrômetro determinado) função de trabalho Φ _espectral do espectrômetro. A função de trabalho é uma variável característica, material ou específica da superfície que pode ser determinada por meio do efeito de foto externa (ver Figura 2). Em uma aproximação de Koopmans , presume-se que a posição dos níveis de energia de um átomo ou molécula não muda quando ele é ionizado . Como resultado, a energia de ionização para o orbital mais ocupado (HOMO: orbital molecular mais ocupado ) é igual à energia orbital negativa , ou seja, a energia de ligação. Com um olhar mais atento a esta energia nos elétrons do nível do núcleo , podem-se tirar conclusões sobre o tipo de átomo e a composição química ( estequiometria ) da amostra e, em certa medida, as condições de ligação química no sólido investigado são obtidas a partir do análise quantitativa . Além disso, a análise da energia de ligação da banda de valência e dos elétrons de condução permite uma investigação muito detalhada do espectro de excitação do sistema eletrônico de sólidos cristalinos. ${\ displaystyle I}$ ${\ displaystyle \ varepsilon}$

A determinação adicional do ângulo em que os fotoelétrons deixam um sólido permite uma investigação mais precisa das estruturas da banda de valência de corpos sólidos cristalinos, por meio da qual se faz uso da conservação do momento no processo de fotoemissão. Devido à relação entre o momento do fotoelétron e o vetor de onda de um elétron de Bloch , é possível inferir as relações de dispersão dos estados de valência a partir da dependência angular dos espectros . Esta espectroscopia de fotoelétrons com resolução angular também é chamada de ARPES ( espectroscopia de fotoelétrons com resolução angular ). No caso dos metais, as relações de dispersão eletrônica contêm informações sobre a forma da superfície de Fermi , que também pode ser determinada usando uma série de outros métodos, como B. o De Haas van Alphen , Schubnikow de Haas ou o efeito de pele anômalo . Os métodos mencionados devem, no entanto, ser realizados nas temperaturas mais baixas possíveis em cristais simples altamente puros , enquanto ARPES também pode ser usado em temperatura ambiente e em cristais comparativamente ricos em defeitos.

Métodos de medição de espectroscopia de fotoelétrons

Espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS)

Espectro XP de magnetita (Fe ₃ O ₄ )

A espectroscopia de fotoelétrons de raios X (Inglês: espectroscopia de fotoelétrons de raios X , XPS, freqüentemente espectroscopia de elétrons para análise química , ESCA) é um método estabelecido para a composição química, especialmente de sólidos ou sua superfície para determinar de forma não destrutiva. Você primeiro obtém uma resposta para a questão da análise qualitativa do elemento, ou seja, em quais elementos químicos o sólido consiste. Geralmente, apenas hidrogênio e hélio não podem ser detectados devido às pequenas seções transversais .

O método usa raios-X de alta energia , principalmente de uma fonte Al -K _α ou Mg -K _α , para liberar elétrons dos orbitais internos. A energia de ligação E _{B dos} fotoelétrons pode então ser determinada a partir da energia cinética dos fotoelétrons . É uma característica do átomo (mais precisamente mesmo para o orbital atômico ) do qual o elétron se origina. O analisador usado para a medição (geralmente um analisador hemisférico ) é configurado usando lentes eletrostáticas e contra-tensões de tal forma que apenas elétrons de uma determinada energia podem passar por ele. Para a medição XPS, os elétrons que ainda chegam ao final do analisador são detectados por um multiplicador de elétrons secundário , de modo que um espectro é criado, que geralmente é mostrado em um gráfico traçando a intensidade ( taxa de contagem ) contra a energia cinética dos fotoelétrons. A intensidade é proporcional à frequência de ocorrência dos vários elementos da amostra. Para determinar a composição química de um sólido, deve-se avaliar a área abaixo das linhas observadas características dos elementos. No entanto, existem algumas características específicas de medição que devem ser levadas em consideração (consulte o artigo principal).

Espectroscopia de fotoelétrons ultravioleta (UPS)

O objetivo do UPS é determinar a estrutura da banda de valência de sólidos, superfícies e adsorvidos. A densidade de estados (DOS) é determinada. Para este propósito, a luz ultravioleta é usada em UPS (muitas vezes também conhecida como espectroscopia de banda de valência na área de estado sólido) , que só é capaz de disparar elétrons de valência. Essas energias, é claro, também estão disponíveis para medição XPS, mas a energia cinética dos fotoelétrons disparados desta forma pode ser medida com uma precisão extremamente alta por uma escolha adequada de fonte de luz (geralmente lâmpadas de descarga de gás He). O UPS também pode resolver diferenças mínimas de energia entre orbitais moleculares ou o ambiente físico (por exemplo, adsorção em superfícies) da molécula espectroscópica. A estrutura química das ligações, mecanismos de adsorção em substratos e energias vibracionais de vários gases moleculares podem ser examinados.

Espectroscopia de fotoemissão de dois fótons (2PPE)

A espectroscopia de fotoemissão de dois fótons, ou espectroscopia 2PPE para abreviar, é uma técnica de espectroscopia de fotoelétrons usada para investigar a estrutura eletrônica e a dinâmica de estados desocupados em superfícies . Pulsos de laser de femtossegundo a picossegundo são usados para fotoativar um elétron . Após um atraso de tempo, o elétron excitado é emitido para um estado de elétron livre por um segundo pulso. O elétron emitido é então detectado com detectores especiais, com os quais a energia e o ângulo de emissão e, portanto, o momento do elétron paralelo à superfície podem ser determinados.

Medidas de ângulo resolvido (ARPES)

Princípio de medição de ângulo resolvido

Com a ajuda de medições de ângulo resolvido, ARPES ( PES de ângulo resolvido ) ou ARUPS ( UPS de ângulo resolvido ), não apenas a energia dos fotoelétrons, mas também o ângulo em que eles deixam a amostra, é medido. Desta forma, é possível determinar a relação energia-momento do elétron no sólido, ou seja, a representação da estrutura da banda ou a visualização das superfícies de Fermi.

Princípio de medição

Detecção de elétrons resolvida por energia de uma pequena faixa angular.

Todos os métodos PES listados até agora detectam os fotoelétrons, independentemente do ângulo em que eles saem da amostra. A rigor, para essas medições, geralmente se seleciona a posição de medição do analisador de forma que possam ser detectados predominantemente elétrons com um ângulo de saída perpendicular à superfície da amostra. As configurações do analisador (mais precisamente as tensões das lentes eletrostáticas, a ótica eletrônica ) são definidas de tal forma que resulta em uma faixa de aceitação de ângulo muito amplo de aproximadamente ± 10 °. Para o método de medição descrito abaixo, as configurações do analisador são alteradas de forma que os fotoelétrons sejam detectados apenas em um ângulo significativamente menor. Os analisadores modernos alcançam uma resolução angular de menos de 0,2 ° com uma resolução de energia simultânea de 1–2 meV. Originalmente, alta energia e resolução angular eram alcançadas apenas com baixas energias de fotoelétrons na faixa de UV, da qual o nome ARUPS foi derivado. Especialmente nos anos 1990-2000, a resolução dos analisadores PES foi melhorada pela combinação de placas de microcanais , placa fosforescente e câmera CCD de modo que mesmo com energias de fotoelétrons muito mais altas (estado da arte 2006: E _kin ≈ 10 keV) uma determinação da estrutura da banda tornou-se possível.

Devido à necessidade de baixas energias de fótons para o analisador, por exemplo, de uma lâmpada He, as medições ARUPS só podem determinar a estrutura de banda das áreas próximas à superfície de um sólido. Junto com a melhora na resolução dos analisadores e o uso de luz síncrotron de alta energia ( E _kin > 500 eV), extremamente monocromática, é possível, desde 2000, determinar a estrutura de bandas do volume de sólidos cristalinos. Esta é uma das razões pelas quais ARPES se tornou um dos métodos espectroscópicos mais importantes para determinar a estrutura eletrônica de sólidos em nosso tempo.

Avaliação qualitativa da medição

A relação do momento de um elétron no cristal com um elétron liberado pelo efeito fotoelétrico. k e k * são os vetores de momento no cristal ou no vácuo, k _ll é o momento obtido quando o elétron passa da amostra para o vácuo.

Um pré-requisito essencial para a validade da afirmação de que ARPES pode determinar a estrutura de banda de um sólido cristalino é a aplicabilidade do teorema de Bloch aos estados eletrônicos envolvidos, ou seja, que eles podem ser caracterizados exclusivamente por um vetor de número de onda k e a função de onda associada a forma geral:

{\ displaystyle \ Psi ({\ vec {k}}, {\ vec {r}}) = u_ {k} ({\ vec {r}}) \ exp ({\ mbox {i}} {\ vec { k}} {\ vec {r}})}

onde u _{k é} uma função periódica de rede. Este requisito não pode ser atendido no experimento. Devido à transição da superfície da amostra para o vácuo, o sistema não é invariante à translação na direção vertical e, portanto, o componente k do vetor de número de onda medido não é um bom número quântico . No entanto, o componente k é retido, uma vez que tanto o potencial do cristal quanto o vácuo permanecem paralelos periódicos em rede à superfície. Consequentemente, pode-se especificar diretamente a magnitude do vetor do número de onda nesta direção: ${\ displaystyle _ {\ bot}}$ ${\ displaystyle _ {\ |}}$

{\ displaystyle \ left | {\ vec {k}} _ {||} \ right | = \ sin {\ Theta} {\ sqrt {2mE _ {\ mathrm {kin}} / \ hbar ^ {2}}} }

Se a densidade dos estados (estrutura de banda) do cristal investigado não variar muito perpendicularmente à superfície, é possível medir a densidade do estado ocupado diretamente. Para permitir a comparação com cálculos teóricos, as medições são geralmente feitas em certas direções de alta simetria da zona de Brillouin . Para este propósito, o cristal é freqüentemente orientado perpendicularmente ao analisador usando um LEED , então girado ao longo de uma das direções e um espectro de energia dos fotoelétrons é registrado. Usando uma placa de microcanais e uma câmera CCD, a energia e o ângulo em que os elétrons deixam a superfície podem ser medidos ao mesmo tempo.

Os resultados são geralmente apresentados mostrando todos os espectros dependentes do ângulo em um gráfico, com a energia e a intensidade plotadas nos eixos de coordenadas. Para poder acompanhar a dependência do ângulo, os espectros individuais são deslocados em intensidade para que a dispersão possa ser observada. Uma representação alternativa é uma distribuição de intensidade por meio de um código de cores , em que o ângulo e a energia nos eixos de coordenadas e a intensidade são mostrados como gradações de cores.

A espectroscopia quase completa do meio-espaço sobre uma amostra metálica de acordo com o método acima mencionado permite agora que a superfície de Fermi do sistema eletrônico do cristal seja determinada a partir dos espectros. Por definição, a superfície de Fermi resulta da junção de todos os pontos no espaço de momento em que uma banda eletrônica cruza a energia de Fermi (como no caso da relação de dispersão , é suficiente para limitar a definição da superfície de Fermi ao primeiro Brillouin zona ). Em medições PES com energia de fóton constante, os pontos de passagem geralmente correspondem às direções de emissão nas quais a intensidade da energia de Fermi é particularmente alta no espectro. Portanto, muitas vezes é suficiente determinar a distribuição de intensidade em E _F como uma função do ângulo de emissão Θ sem ter que levar em consideração o curso exato da banda.

Difração de fotoelétrons (XPD)

Princípio da difração de fotoelétrons

A difração de fotoelétrons, muitas vezes abreviada para PED, PhD ou XPD ( difração de fotoelétrons de raios-X ), é um método para determinar a estrutura de superfícies cristalinas ou a posição espacial de adsorbatos em superfícies. A base do processo de medição é novamente a espectroscopia de fotoelétrons, em que a intensidade dos fotoelétrons é determinada dependendo do ângulo de emissão. No entanto, aqui, como no PES dependente do ângulo, o foco não está no impulso do fotoelétron, mas sim na interferência da função de onda do fotoelétron. Dependendo da direção de emissão e da energia cinética do fotoelétron, encontram-se diferenças de intensidade, chamadas de modulações. Essas modulações de intensidade surgem da interferência construtiva e destrutiva entre a onda de elétrons que chega diretamente ao detector ( onda de referência) e as que ocorrem a partir de ondas elasticamente dispersas uma ou mais vezes ao redor do átomo emissor (ondas de objeto). As diferenças de caminho e intensidades das ondas individuais dependem do arranjo geométrico e do tipo de átomos vizinhos. Com um número suficiente de intensidades medidas, a estrutura geométrica pode ser determinada a partir das modulações, comparando as modulações medidas experimentalmente com as simulações correspondentes.

As aplicações mais simples são baseadas na focalização direta por átomos acima do átomo fotoionizado. Isso pode ser usado para determinar se certos átomos estão localizados diretamente na superfície ou mais profundamente e, no caso de moléculas adsorvidas, se existem outros átomos (e em que direção) acima de um tipo de átomo. O XPD pode ser usado para determinar a estrutura cristalográfica de superfícies de metal e semicondutores. Além disso, são obtidas informações sobre a posição espacial das moléculas nas superfícies, os comprimentos e ângulos das ligações.

Microscopia Eletrônica de Fotoemissão (PEEM)

Outra aplicação difundida do PES é a microscopia eletrônica de fotoemissão, ou PEEM ( microscopia eletrônica de fotoemissão ) para abreviar . Aqui, os elétrons são liberados da amostra pelo efeito fotoelétrico, mas durante a detecção não é o número de elétrons de uma energia cinética selecionada pelo analisador que é medido, mas sim a distribuição da intensidade dos fotoelétrons em uma área bidimensional de A amostra. É, portanto, característico dos microscópios, uma técnica de medição de imagens.

Ao instalar um microanalisador no caminho do feixe que seleciona a energia cinética dos fotoelétrons (análogo ao PES normal) e ao usar fontes de luz de excitação de banda estreita e onda curta, como. B. radiação síncrotron, é possível realizar XPS resolvido lateralmente (microscópio XPS). O termo μ-ESCA descreve a análise química de uma área do tamanho de um micrômetro da amostra. Isso permite a determinação da composição elementar da amostra e a investigação das diferenças locais nas propriedades eletrônicas.

Espectroscopia de fotoelétrons coincidentes

Além da emissão de um único elétron por fóton incidente, também existe a possibilidade de que dois ou mais elétrons sejam liberados. Isso pode ocorrer por um lado como parte de uma cascata de elétrons secundária, mas também por meio da emissão coerente de dois elétrons por um fóton. A medição coincidente dos elétrons emitidos permite tirar conclusões sobre os mecanismos de acoplamento subjacentes. Normalmente, nenhum analisador eletrostático é usado para detecção experimental, mas sim espectrômetros de tempo de vôo. Devido ao pequeno ângulo de abertura de um analisador eletrostático, apenas taxas de coincidência muito baixas podem ser obtidas dessa forma. Os sistemas de projeção de tempo de vôo permitem uma eficiência de detecção significativamente maior. Os elétrons emitidos por um feixe de fótons pulsado são projetados em detectores de resolução espacial. Os impulsos ou ângulos iniciais e a energia cinética podem ser determinados a partir do tempo e localização do voo.

Medições em ressonância (ResPES)

Em princípio, o curso do espectro de fotoemissão, especialmente o da banda de valência, depende da energia do fóton usada para a excitação. Se a energia do fóton ultrapassa a área de uma borda de absorção de raios X, as mudanças geralmente são particularmente pronunciadas. A razão para isso são os efeitos de ressonância que surgem da interação de dois ou mais estados finais diferentes, mais precisamente de estados contínuos com níveis discretos e, portanto, influenciam a seção transversal geral da fotoemissão. Se a intensidade da fotoemissão de uma estrutura espectral selecionada for representada graficamente contra a energia do fóton, geralmente obtém-se perfis de excitação assimétricos, as chamadas ressonâncias de Fano . A forma e a intensidade desses perfis podem fornecer informações sobre o caráter elementar da estrutura espectral, detalhes da ligação química e as interações entre os estados envolvidos. Isso ajudará na espectroscopia de fotoemissão ressonante ( espectroscopia de fotoemissão ressonante explorada ResPES).

Espectroscopia inversa de fotoelétrons (IPES)

Em contraste com PES, com espectroscopia de fotoelétrons inversa (IPS, IPES), muitas vezes também chamada de espectroscopia de fotoemissão inversa, elétrons de energia conhecida são acelerados na amostra e os fótons emitidos são detectados como bremsstrahlung . Os dois métodos de medição PES e IPES podem se complementar muito bem, pois o IPES é bem adequado para determinar a densidade de estados desocupados (acima da energia de Fermi ) (mais detalhes sobre como determinar a densidade de estados desocupados com UPS acima). De forma análoga às medições integradas em ângulo mencionadas, o IPES também permite a determinação experimental da estrutura de banda acima do potencial químico (acima da energia de Fermi) para medições resolvidas em ângulo . De forma análoga ao ARUPS, com o IPES na faixa do UV para determinar a estrutura da banda, a informação k é obtida a partir da direção de incidência dos elétrons excitantes.

Em termos de equipamento, um espectrômetro IPES consiste em um canhão de elétrons simples e um detector de fótons com filtro passa-banda ou monocromador . Para medições de laboratório, a energia cinética (energia primária) dos elétrons é geralmente variada e a energia do fóton é mantida constante durante a detecção. Neste caso, fala-se de modo isocromático , do qual deriva a designação BIS , espectroscopia isocromática bremsstrahlung . Filtros de banda do tipo de Geiger-Muller são mais frequentemente usadas para energias na gama de UV , em que um fluoreto alcalino-terroso janela é usado como um passa-baixo (por exemplo, CaF ₂ ou SRF ₂ ) e um gás de contagem adequado (por exemplo I ₂ ou CS ₂ ) pode ser combinado como um passe alto . A energia de detecção e a largura da passagem de banda resultam do limite de transmissão do material da janela ou da barreira de fotoionização molecular do gás de contagem (aprox. 9,5 eV). A largura da passagem de banda essencialmente determina a resolução do espectrômetro. Outros tipos de detectores combinam a janela de fluoreto alcalino-terroso com um multiplicador de elétrons de canal adequadamente revestido (por exemplo, com cloreto de sódio ou brometo de potássio ).

Por causa da pequena seção transversal do processo de fotoemissão inversa, a taxa de contagem típica é muito pequena em comparação com a espectroscopia de fotoelétrons. Por esta razão, nenhuma resolução de energia comparável pode ser alcançada com o IPES, uma vez que o sinal diminui linearmente com a largura de banda. Os valores típicos para a resolução são algumas centenas de mili-elétron-volts , o que é duas ordens de magnitude pior do que no UPS. Os detectores com monocromadores de grade, em princípio, alcançam valores significativamente melhores e, devido à sua energia de fótons sintonizável, podem ser usados com muito mais flexibilidade, mas são muito mais caros e maiores do que os outros tipos de detectores.

Espectroscopia ZEKE

Na espectroscopia ZEKE (ZEKE abreviatura de energia cinética de elétrons zero em inglês ou mesmo energia cinética zero ), em particular, elétrons são detectados no limite de ionização. O gás a ser examinado é irradiado com um pulso de laser curto. Depois que esse pulso de laser diminui, o tempo é aguardado. Durante esse tempo, todos os elétrons se movem para fora da área de exame. Com a ajuda de um campo elétrico, todos os elétrons restantes são sugados e medidos após a expiração de . ${\ displaystyle \ tau}$ ${\ displaystyle E> E_ {c}}$ ${\ displaystyle \ tau}$

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Links da web

Commons : Espectroscopia de fotoelétrons - coleção de imagens, vídeos e arquivos de áudio

Notas de rodapé e referências individuais

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