دانلود مقالات ISI درباره طیف نگاری فوتوالکترونی اشعه ایکس + ترجمه فارسی

طیف نگاری فوتوالکترونی اشعه ایکس (به انگلیسی: XPS)، روش آنالیزی برای بررسی سطح مواد از نقطه نظر آنالیز عنصری، ترکیب شیمیایی و تعیین حالت پیوندی میباشد. در این روش، سطح نمونه با اشعه ی ایکسِ تک انرژی بمباران می شود و فوتوالکترون های پر انرژی ترِ تولید شده موفق به فرار از ماده می شوند. این فوتوالکترون ها پس از ارسال به تحلیل گر انرژی و تعیین انرژی جنبشی آنها، به آشکارساز هدایت می شوند تا تعداد فوتوالکترون های تولیدی با انرژی جنبشی مشخص شمارش شوند. در نهایت این اطلاعات به صورت تعداد فوتوالکترون ها بر حسب انرژی پیوندی رسم می شوند. از آن جایی که انرژی فوتوالکترون های داخلی، مشخصه هر اتم است؛ تعیین عناصر موجود در نمونه، با اندازه گیری انرژی های جنبشی فوتوالکترون های خارج شده از نمونه، امکان پذیر است. حالت شیمیایی عناصر موجود در نمونه، از انحرافات مختصر در انرژی های جنبشی و غلظت های نسبی آن عناصر با توجه به شدت های فوتوالکترون های مربوط به هر عنصر قابل اندازه گیری است. الگو یا طیفی که به وسیله قسمت ثبت کننده دستگاه رسم می‌شود تغییر شدت (تعداد فوتوالکترون) برحسب انرژی جنبشی یا انرژی پیوندی است که درآن پیک‌های مربوط به حضور فوتوالکترون‌هایی که انرژی ویژه دارند؛ مشاهده می‌شود. درآنالیز XPS، پیک های اوژه (اتمی که در اثر تابش اشعه ایکس یا تابش الکترون هایپر انرژی، الکترونِ لایه ی داخلی آن از قید هسته جدا شده است تمایل دارد تا به حالت پایدارتری برسد بنابراین، الکترون از لایه های بالاتر اتم به این لایه ی داخلی منتقل می شود و همراه با این انتقال، انرژی آزاد می شود که می تواند الکترون های بیرونی رااز قید اتم رها کند که این الکترون و پیکی که نماینده انرژی آن است را اوژه نامند) نیز ظاهر می شوند که اگرچه حاوی اطلاعات زیادی اند اما ممکن است که با پیک-های XPS، اشتباه گرفته شوند که برایت مایز آنها از یکدیگر می توان انرژی فوتون فرودی را تغییر داد که با تغییر انرژی فوتون فرودی، محل پیک اوژه تغییر نمی کند اما محل پیک XPS جابه جا می شود که از نظر عملی این کار میسر نیست بنابراین مناسب ترینکار برای تمایز این دو نوع پیک، مقایسه موقعیت پیک ها با موقعیت استاندارد آن هاست. منابع اشعه ایکس اشعه ایکس با بمباران یک جامد به وسیله الکترون هاییبا انرژی 5-4 کیلوالکترون ولت تولید می شود. تولید اشعه ایکس، بر اساس مکانیزم تابشیترمزی که باعث تابش طیف پیوسته ای از فوتون های اشعه ایکس می شود. اشعه ایکس مشخصه نیز در اثر کنده شدن یک الکترون از لایه های پایین اتم و پر شدن آن به وسیله الکترونهای لایه های بالاتر تولید می شود. اشعه ایکس مشخصه نسبت به طیف پیوسته معمولا شدت بیشتری دارد و تقریبا تک فام است. به طور کلی اشعه ایکس پس از خروج از لوله پدید آورنده و پراش از یک بلور، به صورت تک طول موج به سطح نمونه می تابد و الکترون مدار داخلی اتم های نمونه را جدا می کند و به داخل طیف نگار الکترونی هدایت می کند. یک طیف‌سنجی XPS، نموداری از تعداد الکترون‌های ردیابی شده بر واحد زمان (محور عرضی نمودار) بر حسب انرژی پیوندی الکترون‌ها (محور افقی) در ماده مورد آزمایش می‌باشد. هر عنصری در این نمودار، چند ماکزیمم منحصر به فرد به خود را دارد، که مشخصه آن عنصر می‌باشد. وجود ماکزیمم متعلق به هر عنصر در طیف بدست آمده از آنالیز یک ماده، گویای وجود آن عنصر در سطح ماده مورد آزمایش می‌باشد. ماکزیمم‌های مشخصه هر عنصر، با نحوه آرایش الکترون‌ها در اتم آن عنصر، مرتبط می‌باشد و می‌توان اطلاعاتی از موضع الکترون‌های ردیابی شده در لایه‌های الکترونی (بطور مثال. . . 1s،2s،2p،3s،3p،4s،3d) بدست آورد. هر چه میزان انرژی جنبشی اندازه‌گیری شده یک الکترون بیشتر باشد، گویا این واقعیت خواهد بود که انرژی پیوند آن کمتر بوده، لذا به لایه‌های اربیتالی بیرونی تر تعلق داشته است؛ بنابراین، الکترون‌های لایه‌های داخلی، با انرژی جنبشی کمتری ردیابی خواهند شد و ماکزیمم مشخصه آن‌ها در نمودار طیف‌سنجی، در سمت انرژی‌های بالای انرژی پیوندی خواهند بود. هر عنصر، دسته‌ای از ترازهای داخلی منحصر به فرد خود را دارد و انرژی پیوند این ترازها می‌تواند مثل اثر انگشتی برای شناسایی آن عنصر بکار رود. اجزای دستگاه XPS : دستگاه XPS از موارد زیر تشکیل شده است: منبع تولید اشعه ی ایکس ظرف نگهدارنده ی نمونه تکفام ساز یا تجزیه گر آشکار ساز پردازشگر وقرائت علامت الگو یا طیفی که به وسیله قسمت ثبت کننده دستگاه رسم می‌شود تغییر شدت (تعداد فوتوالکترون) برحسب انرژی جنبشی یا انرژی پیوندی است که در آن پیک‌های مربوط به حضور فوتوالکترون‌هایی که انرژی ویژه دارند؛ مشاهده می‌شود. شکل 4، طیف فوتوالکترون اشعه ایکس سطح آلومینیوم را نشان می دهد که با فوتون های 1487 الکترون ولت بمباران شده است.