광전자 분광법이란 무엇입니까?

광전자 분광법은 광전 효과를 사용하여 물질을 분석하는 방법입니다. 광자가 원자 또는 분자와 상호 작용하면 충분한 에너지가있는 경우 전자를 배출 할 수 있습니다. 전자에는 초기 에너지 상태와 들어오는 광자의 에너지에 의존하는 운동 에너지가 배출됩니다. 광자의 파장은 에너지를 결정하며, 더 짧은 파장은 더 높은 에너지를 갖는다. 알려진 파장의 광자로 물질을 조사함으로써, 배출 된 전자의 운동 에너지를 측정함으로써 화학적 조성 및 기타 특성에 대한 정보를 얻을 수있다.

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음으로 하전 된 전자가 원자에서 배출 될 때, 양의 이온이 형성되고 전자를 배출하는 데 필요한 에너지의 양은 이온화 에너지 또는 결합 에너지로 알려진다. 전자는 주변의 궤도에 배열됩니다원자 핵, 그리고 더 먼 궤도에있는 것보다 핵에 가까운 사람들을 제거하려면 더 많은 에너지가 필요합니다. 전자의 이온화 에너지는 주로 핵에 대한 전하에 따라 다릅니다. 각 화학 요소는 핵마다 다른 수의 양성자와 전자의 궤도에 다른 수의 양성자가 있습니다. 각각의 요소는 고유 한 이온화 에너지의 고유 한 패턴을 가지며 광전자 분광법에서, 검출 된 각 전자에 대한 이온화 에너지는 입출 된 전자의 운동 에너지를 뺀 단순히 방출 된 전자의 운동 에너지이다. 첫 번째 값이 알려지고 두 번째 값을 측정 할 수 있기 때문에, 샘플에 존재하는 원소는 관찰 된 이온화 에너지의 패턴으로부터 결정될 수있다.

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전자를 방출하려면

비교적 활력있는 광자가 필요하며, 이는 전자기 스펙트럼의 고 에너지, 짧은 파장 끝을 향한 방사선이 필요하다는 것을 의미합니다. 이것은 두 가지 주요 메토를 일으켰습니다DS : 자외선 광전자 분광법 (UPS) 및 X- 선 광전자 분광법 (XPS). 자외선 방사선은 분자에서 가장 바깥 쪽, 원자가 전자를 방출 할 수 있지만, X- 선은 더 높은 에너지로 인해 핵에 가까운 코어 전자를 배출 할 수 있습니다.

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X- 레이 광전자 분광법은 단일 주파수에서 X- 선으로 샘플을 폭격하고 방출 된 전자의 에너지를 측정함으로써 수행됩니다. 광자와 방출 된 전자가 가스에 의해 흡수되는 것을 방지하고 샘플 표면에 흡착 된 가스가 없도록하기 위해 샘플을 초고 진공 챔버에 넣어야합니다. 방출 된 전자의 에너지는 전기장 내에서의 분산을 측정함으로써 결정됩니다. 관련 요소가 산화 상태에있을 때 코어 전자의 이온화 에너지는 약간 더 높은 값으로 이동 되므로이 방법은 정보를 제공 할 수 없습니다.존재하는 원소에 대한 RMATION뿐만 아니라 산화 상태에 대한 RMATION. X-ray photostroscopy는 진공 조건의 요구 사항으로 인해 액체에 사용될 수 없으며 일반적으로 고체 샘플의 표면 분석에 사용됩니다.

자외선 광전자 분광법은 유사한 방식으로 작동하지만 스펙트럼의 자외선 범위에서 광자를 사용합니다. 이들은 단일 파장의 광자를 제공하기 위해 헬륨과 같은 고귀한 가스 중 하나를 사용하여 가스 배출 램프에 의해 가장 일반적으로 생산됩니다. UPS는 처음으로 기체 분자에 대한 이온화 에너지를 결정하는 데 사용되었지만 이제는 재료의 전자 구조를 조사하는 데 종종 사용됩니다.

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