Röntgenphotoelektronenspektroskopie

Röntgenphotoelektronenspektrometer

Die Röntgenphotoelektronenspektroskopie (engl. X-ray Photoelectron Spectroscopy – XPS) ist eine qualitative Methode zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung und liefert darüber hinaus Informationen zu den Bindungsverhältnissen und der elektronischen Struktur von Grenz- und Oberflächen. Mit einer Informationstiefe von wenigen Nanometern ist die Methode sehr oberflächensensitiv.

Für die Analyse wird die Probe mit monochromatischer Röntgenstrahlung (Al-) bestrahlt. Dadurch werden Elektronen im Festkörper angeregt und aus dem Festkörper gelöst. Anschließend wird die kinetische Energie der emittierten Photoelektronen bestimmt:

Ekin = - ΦSpektrometer - Ebin

Die kinetische Energie Ekin der Photoelektronen ist eine Funktion der Bindungsenergie Ebin, welche element- und orbitalspezifisch ist. Über die Austrittsarbeit des Spektrometers ΦSpektrometer wird die kinetische Energie in die Bindungsenergie umgerechnet. Eine Verschiebung der für die Probe ermittelten Peaklagen im Vergleich zu den Bindungsenergien der reinen Substanz deutet auf eine andere chemische Umgebung oder andere Bindungsverhältnisse in der Probe hin.

Röntgenphotoelektronenspektrum
Röntgenphotoelektronenspektrum einer SrTiO3-Probe

Technische Details

  • ESCALAB 250Xi von Thermo Fisher Scientific
  • Anregung mit monochromatischer Al--Strahlung (Spotgröße: 200 µm – 900 µm)
  • Kleinbereichs-XPS und Imaging
  • max. Probengröße: 40 mm x 20 mm x 4 mm