تبلیغات
نانو و ایران - ESCA
نانو و ایران
نانو آرزوی دیروز ، واقعیت امروز ، زندگی فردا
غالباً از پرتوهای X تکرنگ یا نور ماورای بنفش برای تهیج الکترون‌ها که انرژی آنها حاوی اطلاعاتی درباره انرژی پیوندی درون اتم، منشا آنها و بنابراین درباره طبیعت اتمهای نمونه است، استفاده می‌شود. این روش‌های طیف‌نگاری فتوالکترون، به نام آنالیز سطح با طیف‌نگاری فتوالکترونی اشعه X (XPS)، طیف‌نگاری فتوالکترون ماورای بنفشی (UPS) و یا کلاً طیف‌نگاری الکترونی برای آنالیز شیمیایی (ESCA) نیز نامیده می‌شوند. از آنجا که فتوالکترون‌ها فقط می‌توانند از نزدیکی سطح نمونه فرار کنند، اطلاعات شیمیایی که فراهم می‌کنند فقط مربوط به چند لایه اتمی سطح نمونه است. علاوه بر این انرژی‌های فتوالکترون‌ها به حالت پیوند اتمی که از آن ساطع شده‌اند، حساس هستند. برای مثال آهن فلزی از آهن در یک اکسید، قابل تشخیص است.
به طور کلی الکترون‌های مدار داخلی دارای انرژی پیوندی معادل انرژی فوتون‌های محدوده پرتو X هستند. وقتی یک ماده جامد، فوتونی با انرژی اتصال یک الکترون جذب می‌کند، یک فوتوالکترونی منتشر می‌شود که انرژی جنبشی آن با انرژی فوتون رابطه دارد. الکترون‌های مدار داخلی مشارکتی در اتصال ندارند و انرژی آنها مشخصه اتمی است که از آن منتشر شده‌اند. انرژی الکترون‌های مدار داخلی به محیط اتم بستگی ندارد. بنابر این طیف‌نگاری فتوالکترونی اشعه X برای آنالیز عنصری نمونه، مفید است.از این رو نه تنها ترکیب شیمیایی نمونه را شناسایی می‌کند بلکه آنالیز شیمیایی را به صورت کمی انجام می‌دهد. توسعه سیستم های جدید طیف نگاری فتوالکترونی اشعه X تا حد زیادی مدیون Siegbahn و همکارانش می باشد. Siegbahn در سال 1981 جایزه نوبل را به همین دلیل دریافت نمود.
وقتی که انرژی‌های مدارهای داخلی به صورت دقیق‌تری بررسی شدند مشخص شد که جابجایی‌های (Shift) کوچک ولی غیرقابل تشخیص اتفاق می‌افتد. این جابجایی ‌ها که به عنوان جابجایی ‌های شیمیایی (Chemical Shift) شناخته می‌شوند، به محیط پیوندی اطراف اتم و خصوصاً به حالت اکسیداسیون اتم بستگی دارند. برای فهمیدن جابجایی ‌های شیمیایی باید ابتدا ارتباط بین انرژی فوتون، فرکانس وانرژی پیوندی الکترون، EB که با رابطه اینشتین   (EB=h-EX) تعریف می‌شود فهمیده شود.
در اینجا EX انرژی سنیتیک الکترونی است و انرژی پیوندی نسبت به میزان تراز خلاء به عنوان مرجع داده شده است. از آنجا که می‌توان به آسانی سطوح تمیز طلا را به صورت قابل تکرار تهیه و نگهداری نمود، معمولاً پیک‌های انتشار فوتون طلا را به عنوان استاندارد برای کالیبره کردن مقیاس انرژی استفاده می‌کنند. انرژی پیوندی یک الکترون معادل اختلاف انرژی حالت اولیه و حالت نهایی اتم است. یعنی انرژی پیوندی معادل اختلاف انرژی‌های بین‌اتمی با n الکترون و یونی با 1-n الکترون است.
در این جا  (EF(n- 1انرژی حالت نهایی است و(Ei(n انرژی حالت اولیه است. اگر آرایش مجدد تمام الکترون‌های درگیر نبود، انرژی پیوندی معادل منفی انرژی اربیتال حالت اولیه الکترون Ek- بود. این تقریب به عنوان تئوری Koopmans شناخته شده و با رابطة EB(K)  =  -Ekنشان داده می‌شود. در اینجا انرژی پیوندی به ترازخلاء ارجاع داده شده است.
طیف نگاری فتوالکترونی اشعه X برای تعیین ترکیب شیمیایی و حالت پیوند در لایه‌های نزدیک یک سطح نمونه، کاملاً مناسب است ولی قدرت تفکیک جانبی خوبی ندارد زیرا پرتو X تهییج کننده منطقه وسیعی را می‌پوشاند و نمی‌تواند به راحتی فوکوس شود. شکل 1 قسمت‌های اصلی ساختار داخلی دستگاه طیف نگاری الکترونی آنالیز شیمیایی را به صورت شماتیک نشان می‌دهد [6-1].

شکل 1- شمای کلی تحلیل‌گر انر‍ژی الكترون
کاربردها :
1-آنالیز عنصری سطوح برای تمام عناصر بجز هیدروژن




2-شناسایی حالت شیمیایی گونه‌های سطحی 3-پروفیل عمقی ترکیب شیمیایی برای توزیع عنصری در لایه‌های نازک 4-آنالیز ترکیب شیمیایی نمونه‌ها به هنگامی که اجتناب از اثرات مخرب ناشی از تکنیک‌های پرتوالکترونی، ضروری است. 5-تعیین حالتهای اکسیداسیون اتمهای فلزی در لایه های سطحی اکسید فلزی 6-شناسایی کربن سطحی به عنوان گرافیت یا کاربید[7]
نمونه‌ها:
شکل نمونه: جامدها (فلزها، شیشه‌ها، نیمه‌هادی‌ها، سرامیک‌های با فشار بخار پائین)
اندازه نمونه: اندازه نمونه کوچکتر از6/25cm3 می باشد
آماده‌سازی نمونه: باید عاری از اثر انگشت، روغن یا آلودگی سطحی دیگر باشد
محدودیت‌ها:
1-جمع‌آوری داده، نسبت به سایر روش‌های آنالیز سطح کند است، ولی اگر نیازی به قدرت تفکیک بالا یا شناسایی حالت شیمیایی نباشد، زمان آنالیز کوتاه تر می‌شود.



2-قدرت تفکیک جانبی ضعیف‌ است. 3-حساسیت سطحی قابل مقایسه با سایر تکنیک‌های آنالیز سطح است 4-شارژ نمونه ممکن است برای نمونه‌های عایق مشکل ایجاد کند. برخی از این دستگاه‌ها به ابزارهای خنثی‌ کننده شارژ مجهز هستند. 5- صحت آنالیز کمی، محدود است[9 ،10]
مدت زمان آنالیز:
قبل از آنالیزنیاز به ساعت‌ها پمپ تخلیه دارد.
آنالیز کیفی می‌تواند ظرف 5 تا 10 دقیقه انجام شود.
آنالیز کمی از یک تا چند ساعت و بسته به اطلاعات مورد نظر، وقت می‌گیرد [10].
ضمیمه 1- فهرستESCA های موجود در ایران
طیف‌نگاری الکترونی برای آنالیز شیمیای  Electron Spectroscopy for Chemical Analysis )ESCA)
ردیف دانشگاه مدل س. ساخت س. خرید نوع عضویت
1
دانشكده شیمی دانشگاه تبریز SRS200
- - رزرو
 
ضمیمه 2– فهرست مدل های مختلف ESCA
  طیف‌نگاری الکترونی برای آنالیز شیمیایی      Electron Spectroscopy for Chemical Analysis (ESCA)
ردیف مدل شرکت كشور
1
PHI-Quantera
Physical Electronics
آمریکا
2
XPS
Thermo Electron
آمریکا
درباره وبلاگ
شناسنامه فارس نانو:
*نام:نانو وایران
*موضوع:سیاسی و علمی
*سازنده: پوریا وطنخواه
*امضا الکترونیکی:105422183117/PVH
*رده سنی وبلاگ : دبیرستانی ها به بالا
*سطح آموزشی:نانو آموزان مقطع متوسط
*تاریخ تشکیل وبلاگ:1389/10/30
آخرین مطالب
نظر سنجی
آیا ایران با این سیر و تکامل علمی آینده مطلوبی خواهد داشت؟






نویسندگان
آرشیو مطالب
پیوند ها
صفحات جانبی
آمار سایت
بازدیدهای امروز : نفر
بازدیدهای دیروز : نفر
كل بازدیدها : نفر
بازدید این ماه : نفر
كل مطالب : عدد
آخرین بازدید :
آخرین بروز رسانی :
Free Image Hosting At site

مترجم سایت

----------------------------------------

اخبار

------------------------------------




تمام حقوق این وبلاگ و مطالب آن متعلق به فارس نانو می باشد.

دانلود اهنگ

دانلود

دانلود رایگان

دانلود نرم افزار

دانلود فیلم

دانلود فیلم

شادزیست

قالب وبلاگ

لیمونات

شارژ ایرانسل

تک باکس

دانلود نرم افزار