спектроскопия высокого разрешения характеристических потерь энергии электронами

Термин

спектроскопия высокого разрешения характеристических потерь энергии электронами

Термин на английском

high­-resolution electron energy loss spectroscopy

Синонимы

Аббревиатуры

СХПЭЭ-ВР, HREELS

Связанные термины

спектроскопия характеристических потерь энергии электронами

Определение

разновидность спектроскопии характеристических потерь, объектом анализа которой являются потери на возбуждение колебаний атомов поверхности твердого тела и адсорбатов на ней.

Описание

Поскольку потери на возбуждение атомов поверхности и адсорбата составляют обычно доли эВ, то соответствующие им пики отстоят очень близко от упругого пика, и для их наблюдения необходимо очень высокое разрешение по энергии. Для достижения этой цели используют монохроматоры при формировании первичного пучка электронов и анализаторы с высоким разрешением по энергиям для регистрации спектров рассеянных от образца электронов.

СХПЭЭ-ВР проявила себя как мощный метод исследования адсорбции атомов и, особенно, молекул на поверхности твердых тел. Она позволяет идентифицировать тип адсорбата и дает информацию о геометрии его химических связей. Рассмотрение обычно основывается на сравнении колебательных мод, измеренных с помощью СХПЭЭ-ВР, с известными колебательными спектрами молекул, измеренными в газовой фазе с помощью ИК-спектроскопии или рамановской спектроскопии.

При помощи СХПЭЭ-ВР обычно решают следующие задачи:

1) Идентификация типа адсорбата. Поскольку каждая молекула характеризуется набором определенных колебательных мод, на основе спектров ХПЭЭ-ВР можно идентифицировать тип адсорбата. На примере, приведенном на рис. 1, демонстрируется возможность различить адсорбцию кислорода в виде атомов О и молекул О₂.

2) Идентификация мест адсорбции. Об этом можно судить на основе колебательных мод, соответствующих определенной связи между атомами адсорбата и подложки. Например, в случае адсорбции органической молекулы на поверхности GaAs появление колебательных мод, соответствующих связи As-H, указывает на то, что именно атомы As являются местами адсорбции.

3) Определение ориентации адсорбированных молекул в пространстве. Использование различных геометрий рассеяния позволяет, в частности, определить, ориентированы ли определенные химические связи параллельно или же перпендикулярно поверхности.

Авторы

• Зотов Андрей Вадимович, д.ф.-м.н.
• Саранин Александр Александрович, д.ф.-м.н.

Ссылки

1. Введение в физику поверхности: Пер. с англ. / Оура Кендзиро, Лифшиц В.Г., Саранин А.А., Зотов А.В., Катаяма М. - М. Наука, 2006. - 490 с.

Иллюстрации

Рис.1. Изучение методом СХПЭЭ-ВР адсорбции кислорода на поверхности серебра. В случае адсорбции при комнатной температуре (средний спектр) наблюдается характерный пик при 40.2 эВ, который соответствует колебательной моде O-Ag, что отражает диссоциацию молекул O2. В случае экспозиции образца в O2 при 100 K (верхний спектр) происходит молекулярная адсорбция O2; характерные пики при 29.4 мэВ и 79.1 мэВ соответствуют колебательным модам Ag-O2 и O-O, соответственно. Спектр чистой поверхности Ag(110) (нижняя кривая) приведен для сравнения. Источник: Stietz F., Pantfoerder A., Schaefer J.A., et al. High-resolution study of dipole-active vibrations at the Ag(110)(nx1)O surface // Surf. Sci. 1994 - Vol. 318 - P.L1201-1205.

Теги

Разделы

Методы диагностики и исследования наноструктур и наноматериалов

(Источник: «Словарь основных нанотехнологических терминов РОСНАНО»)