Spektroskopowe metody badania powierzchni

Spektroskopowe metody
badania powierzchni
Czwartek, godz. 10:00 - 10:45, sala 236
prowadzący: dr Dorota Jamróz, pok. 239
definicja powierzchni fizycznej
zastosowania badania powierzchni
konieczne cechy metod spektroskopowych uŜywanych
w badaniach powierzchni
podział metod spektroskopowych stosowanych
w badaniach powierzchni
Powierzchnia (powierzchnia międzyfazowa) – grubość kilku do
kilkunastu warstw atomowych (5-20nm)
Znajomość fizycznego i chemicznego stanu powierzchni jest kluczowa
dla wielu dziedzin, m.in:
kataliza (rozmieszczenie i rodzaj centrów aktywnych)
badania korozji i pasywacji powierzchni metali
badanie procesów adsorpcji/desorpcji
badanie struktur monowarstw Langmuira
adhezja (przyleganie powłok ochronnych)
trybologia (ścieranie się powierzchni)
mikroelektronika (półprzewodniki)
polimery, biomateriały
Techniki badania powierzchni muszą cechować się odpowiednią
czułością oraz specyficznością.
czułość
1 cm2
10 nm
Np
No
1 cm
N P VP
=
= 10 − 6
N O VO
specyficzność
10 nm
Cząstki emitowane przez cząsteczki
znajdujące się w fazie objętościowej
ulegają nieelastycznemu rozproszeniu
i prawdopodobieństwo opuszczenia przez
nie próbki jest bardzo niewielkie.
Tylko sygnał pochodzący od cząsteczek
połoŜonych blisko powierzchni dociera do
detektora.
Specyficzność względem powierzchni wymaga przeprowadzenia pomiarów
w warunkach bardzo wysokiej próŜni (UHV) tzn. ciśnienie poniŜej 10−7 Pa
(10−9 mbar).
Przy ciśnieniu p≈
≈ 10−6 Pa na powierzchni ciała stałego w ciągu kilku sekund
adsorbuje się monowarstwa gazu.
Metody spektroskopowe – badanie odpowiedzi układu (emisja fotonu,
elektronu lub jonu o odpowiedniej energii) wskutek jego oddziaływania
z cząstką próbną (fotonem, elektronem lub jonem) .
Klasyfikacja metod spektroskopowych stosowanych
w badaniach powierzchni
emisja
foton
elektron
jon
wzbudzenie
SERS,
foton
IR(ATR,IRAS,
XPS(ESCA), UPS
RAIRS)
elektron
jon
AES, EELS,
LEED
IAES
SIMS
Literatura ogólna
1. Surface and thin film analysis : principles, instrumentation,
application - ed. by H. Bubert and H. Jenett,
Wiley-VCH Verlag, 2002
2. Modern techniques of surface science
D. P. Woodruff & T. A. Delchar,
Cambridge Univ.Press, 1994
3. Methods of surface analysis - ed.J.M.Walls
Cambridge University Press, Cambridge,1989