rentgenová fotoelektronová spektroskoie

X-ray Photoelectron Spectroscopy, čili rentgenová fotoelektronová spektroskopie je metoda ke zkoumání chemického složení povrchů pevných látek. Proto se také často užívá název ESCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis). Rentgenové záření se nechá dopadat na vzorek, z něhož se na základě vnějšího fotoelektronového jevu uvolňují elektrony. Měřením jejich kinetických energií je možné získat informace o chemickém složení povrchu. Protože elektrony jsou velmi snadno pohlcovány vzduchem je měření nezbytné provádět ve velmi vysokém vakuu v řádu 10-7 až 10-8 Pa. Dopadající rentgenové záření mívá obvykle energii v rozmezí 1000 až 1500 eV, což stačí na ionizaci vnitřních hladin u velké části prvků. Právě tyto hladiny jsou charakteristické pro každý prvek, takže z fotoelektronového spektra je možné stanovit prvkové složení. Spektrum kinetických energií lze přepočítat na spektrum vazebných energií

kde h je Planckova konstanta, ν je frekvence dopadajícího rentgenového záření, χ je výstupní práce pro elektrony z povrchu vzorku a Ekin je kinetická energie uvolněného elektronu. Vazebná energie elektronu v atomu závisí kromě atomového čísla samotného atomu i na chemickém okolí atomu. Posun vazebné energie v důsledku vazeb se obvykle pohybuje v desetinách až jednotkách eV a umožňuje rozlišit chemické vazby daného prvku. Hloubka, z níž je možné získat informace o chemickém složení je dána střední volnou dráhou elektronu v látce, která je pro elektron o energii 1kV v pevné látce asi 2,5 nm, což odpovídá cca 10 atomárním vrstvám.

                Z důvodu ztráty elektronů se vzorky mírně nabíjejí, což se projeví jako posun energií ve spektru elektronů. Posun je pak třeba korigovat podle známé polohy některého známého významného píku, např. podle komponenty C-C na 285,0 eV.