Röntgenfotoelektroni-
spektroskopia (XPS – X-ray Fotoelectron Spectroscopy)

XPS tunnetaan myös nimellä ESCA (Electron Microscopy for Chemical Analysis). Menetelmä perustuu röntgensäteillä näytteen pinnalta irrotettujen fotoelektronien energian analyysiin. Fotoelektronispektri sisältää kaikille alkuaineille (paitsi H ja He) tyypillisiä signaaleja, joiden avulla alkuaineet tunnistetaan kvalitatiivisesti sekä semikvantitatiivisesti (atomi-%) Havaittujen signaalien pienten energiatilojen muutosten perusteella saadaan informaatiota alkuaineiden kemiallisista sidostiloista ja intensiteettien perusteella voidaan laskea alkuainepitoisuuksia.

Röntgenfotoelektronispektroskopia

Alkuaineanalyysit

  • Antaa tietoa alkuaineiden kemiallisista sidostiloista
  • Analyysisyvyys 5-10 nm
  • Semikvantitatiivisia analyysejä
  • Herkkyys 0,1-1 atomi-%
  • Paikkaresoluutio alkuainekartoituksessa < 3 mikrometriä
  • Paikkaresoluutio pinta-analyyseissä 10 mikrometriä
Alkuaineanalyysi

Syvyysprofiilit

Saadaan tietoa näytteen alkuaineiden jakaumasta syvyyssuunnassa. Materiaalia poistetaan kerroksittain sputteroimalla ja jokaisen sputterointikerran jälkeen näyte mitataan uudestaan

  • Ohuiden pinnoitekerrosten paksuusmittaukset
  • Eri kerrosten alkuainepitoisuudet
  • Pinnoitteen homogeenisyys syvyyssuunnassa

Syvyysprofiili

Esimerkkejä:

Polyetyleenitereftalaatin sidostilat

Esimerkkikuvassa on PET-kalvon XPS-spektri, mistä voidaan hyvin nähdä hiilen kolme eri sidostilaa, jotka ovat merkitty kuvan molekyyliin nuolilla. Piikkien suuruudet ovat suoraan verrannollisia molekyylissä olevien sidostilojen määrään. Aromaattisen renkaan hiili-hiili -sidoksia on selkeästi enemmän kuin ketjun muita hiilisidoksia, minkä vuoksi tämä piikki on selkeästi kahta muuta suurempi.

PET