X-ışını Fotoelektron Spektrometresi (XPS)

X-Işını fotoelektron spektroskopisi (XPS), katı numunelerin yüzey katmanlarının kimyasal bileşimini belirlemeye olanak sağlayan yüzeye duyarlı bir spektroskopidir. Numuneler, ultra yüksek vakum (UHV) koşulları altında X ışınlarına (tipik olarak sırasıyla 1486 eV ve 1256 eV foton enerjisine sahip AlKa veya MgKa) maruz bırakılır. X-ışınları, numunedeki güçlü bir şekilde bağlı çekirdek seviyelerinden elektronları uyararak fotoiyonlar ve fotoelektronlar oluşturur. Fotoelektronlar katı boyunca hareket eder ve çevreleyen malzeme ile hızlı bir şekilde etkileşime girerek başlangıçtaki kinetik enerjilerini kaybeder. Bununla birlikte, belirli bir fraksiyon (yüzeye yakın veya yüzeyde oluşturulan fotoelektronlar), numune yüzeyinden numunenin üzerindeki vakuma bozulmadan kaçabilir. Orada, tipik olarak elektrostatik lensler ve yarı küresel analizörler ile belirli kinetik enerjilerde sayıları açısından toplanabilir ve analiz edilebilirler. Her malzeme, farklı kinetik enerjilere sahip fotoelektronlarla ilişkili olduğundan, elde edilen spektrum, numunenin yüzeye yakın bölgesinde bulunan elementleri belirlemek ve ölçmek için kullanılabilir. Spektrometreler genellikle kinetik enerjiyi ölçsede, spektrumları elektronların bağlanma enerjilerine göre çizmek yaygın bir uygulamadır. Bu enerjiler, enerjinin korunumu ve uygulanan foton enerjisinin bilinmesi nedeniyle ölçülen kinetik enerjilerden hesaplanabilir.