Vad är fotoelektronspektroskopi?

Fotoelektronspektroskopi (PES), även känd som fotoemissionsspektroskopi, är en ytkänslig teknik som mäter bindningsenergierna hos elektroner i atomer, molekyler och fasta ämnen. Den bygger på den fotoelektriska effekten, som säger att när en foton träffar ett material kan en elektron kastas ut från materialet om fotonen har tillräcklig energi. Den kinetiska energin hos den utstötta elektronen är karakteristisk för bindningsenergin hos elektronen i materialet.

PES är en mångsidig teknik som kan användas för att studera en mängd olika material, inklusive metaller, halvledare, isolatorer och organiska material. Den kan också användas för att studera den elektroniska strukturen hos molekyler och atomer, och för att undersöka egenskaperna hos ytor och gränssnitt.

Grundprincipen för PES är följande:

1. En monokromatisk stråle av fotoner faller in på provet.

2. Fotonerna interagerar med elektronerna i provet, och några av elektronerna stöts ut från provet.

3. Den kinetiska energin hos de utstötta elektronerna mäts med en elektronenergianalysator.

4. Elektronernas bindningsenergi kan beräknas från den kinetiska energin hos de utstötta elektronerna.

En elektrons bindningsenergi är den energi som krävs för att avlägsna elektronen från materialet. Bindningsenergin är karakteristisk för elementet och orbitalen från vilken elektronen stöts ut.

PES kan användas för att studera den elektroniska strukturen hos material, inklusive valensbandstrukturen, ledningsbandstrukturen och kärnnivåspektra. PES kan också användas för att studera den kemiska bindningen i material, och för att identifiera de olika grundämnen som finns i ett material.

PES är ett kraftfullt verktyg för ytanalys, och det används i stor utsträckning inom en mängd olika områden, inklusive fysik, kemi, materialvetenskap och biologi.