تعیین نوع پیوندها با استفاده از XPS

تعیین نوع پیوندها با استفاده از XPS

تعیین نوع پیوندها یکی از ارزشمندترین تحلیل های قابل حصول از نتایج آنالیز XPS است. در روش XPS، فتون های اشعه ایکس به سمت نمونه تابیده می شوند. هنگامی که الکترون های نمونه انرژی لازم را دریافت کنند، با یک انرژی سینتیکی مشخص از مدار خود کنده شده و از نمونه خارج می شوند. انرژی این الکترون ها از طریق یک آشکارساز محاسبه شده و نتیجه آن به صورت یک نمودار توسط دستگاه گزارش می شود. در حقیقت الکترون ها با انرژی متفاوت، مسیر متفاوتی از هم را در در آشکارساز طی می کنند که این امر به کامپوتر امکان تفکیک کردن انها را می دهد. انرژی هر الکترون به انرژی پیوندی آن الکترون وابسته است. در نتیجه انرژی الکترون های هر اتم متفاوت از اتمی دیگر است. همچنین در هر اتم نیز، الکترونی که از اوربیتالی دور از هسته اتم خارج شده باشد، انرژی کمتری دارد. پس انرژی الکترون های لایه های مختلف مانند S و P متفاوت است.

در نتیجه از طریق آنالیز XPS، می توان ترکیب عنصری نمونه را مطالعه کرد. همچنین نوع پیوندهای درگیر هر اتم نیز قابل بررسی است. به عنوان مثال پیک کربنی که در گروه های کربوکسیل حضور دارد نسبت به پیک کربن معمول مقداری شیفت یا جابجایی دارد. نمونه ای از طیف آنالیز XPS در شکل زیر نشان داده شده است.

نمونه ای طیف آنالیز XPS 

شدت هر پیک نشان دهنده میزان الکترون های دریافت شده است و هر چه قدر شدت پیکی بیشتر باشد به این معنی است که الکترون های بیشتری با انرژی پیوند مشخص به آشکارساز رسیده است. در نتیجه شدت پیک ها نشان دهنده درصد حضور عناصر در یک ترکیب نیز می تواند باشد. از سوی دیگر انرژی بالاتر نشان دهنده نیروی جاذبه قوی تر با هسته اتم است. الکترون های 1S انرژی بیشتری نسبت به الکترون های 2S دارند. بعضی از پیک ها با هم همپوشانی دارند که در نتیجه تشخیص درست نوع اتم می تواند چالش برانگیز باشد. از دیگر چالش های تفسیر نتایج آن است که خطوط مربوط به الکتورن های اوژه باید ابتدای تحلیل مشخص شوند. خطوط مربوط به خطوط روح مانند اشعه ایکس می تواند تفسیر را پیچیده کند. در نهایت باید توجه کرد که آنالیز XPS یک آنالیز سطحی است و نباید نتایج را برای کل حالت بالک ماده در نظر گرفت.

تحلیل درست آنالیز XPS نیاز به مقداری تجربه و تبحر دارد. در صورتی که برای تحلیل نتایج خود نیاز به تفسیر مفسر دارید، می توانید درخواست خود را ثبت نمایید.