Hva er fotoelektronspektroskopi?

Fotoelektronspektroskopi (PES), også kjent som fotoemisjonsspektroskopi, er en overflatefølsom teknikk som måler bindingsenergiene til elektroner i atomer, molekyler og faste stoffer. Den er basert på den fotoelektriske effekten, som sier at når et foton treffer et materiale, kan et elektron skytes ut fra materialet hvis fotonet har tilstrekkelig energi. Den kinetiske energien til det utkastede elektronet er karakteristisk for bindingsenergien til elektronet i materialet.

PES er en allsidig teknikk som kan brukes til å studere en lang rekke materialer, inkludert metaller, halvledere, isolatorer og organiske materialer. Den kan også brukes til å studere den elektroniske strukturen til molekyler og atomer, og til å undersøke egenskapene til overflater og grensesnitt.

Grunnprinsippet for PES er som følger:

1. En monokromatisk stråle av fotoner faller inn på prøven.

2. Fotonene samhandler med elektronene i prøven, og noen av elektronene blir kastet ut fra prøven.

3. Den kinetiske energien til de utkastede elektronene måles ved hjelp av en elektronenergianalysator.

4. Bindingsenergien til elektronene kan beregnes ut fra den kinetiske energien til de utkastede elektronene.

Bindingsenergien til et elektron er energien som kreves for å fjerne elektronet fra materialet. Bindingsenergien er karakteristisk for grunnstoffet og orbitalen som elektronet støtes ut fra.

PES kan brukes til å studere den elektroniske strukturen til materialer, inkludert valensbåndstrukturen, ledningsbåndstrukturen og kjernenivåspektrene. PES kan også brukes til å studere den kjemiske bindingen i materialer, og for å identifisere de ulike elementene som er tilstede i et materiale.

PES er et kraftig verktøy for overflateanalyse, og det er mye brukt i en rekke felt, inkludert fysikk, kjemi, materialvitenskap og biologi.