fizik

ana

üniversite

X- Işınlarıyla Elektron Spektroskopisi

Yazar fizik

Salı, 23 Eylül 2008

Optik süreçlerdeki karmaşıklığın bir sonraki aşaması, gelen bir fotona karşılık katıdan dışarıya bir elektron salınmasıdır. Katılardan x- ışını foto-salınımı (XPS) veya morötesi foto-salınımı (UPS) gibi önemli deneysel teknikler yakın zamanlarda geliştirildiler. Bu teknikler katı hal fiziğinde bant yapısı tayini,kataliz adsorpsiyon gibi yüzey fiziği incelemelerinde kullanılırlar.

XPS ve UPS spektrumları doğrudan bant durum yoğunlukları ile karşılaştırılabilirler. Nümune önce tek dalgaboylu x-ışını veya morötesi ışıkla ışınlanır. Foton soğrulması sonucu salınan elektronun kinetik enerjisi,gelen fotonun enerjisinden elektronun katıdaki bağlanma enerjisi kadar az olur. Elektronlar yüzeye yakın,tipik olarak 50 A^o derinlikteki ince bir tabakadan salınırlar.

Kimyasal analizde elektron spektroskopisi (ESCA) denilen spektrometre sistemlerinde duyarlık 0.6 eV kadar olduğundan bant yapısı tayininde, özellikle iç elektronlar için çok hassas bir yöntemdir.

Gümüşün valans bant yapısı Şek.17 de, Fermi düzeyi referans alınarak gösterilmiştir.

Fermi düzeyinin ilk 3 eV luk aşağısındaki elektronlar 5 s iletkenlik bandından gelirler. 3 eV den öte yandaki yüksek pik 4 d valans elektronlarından kaynaklanır.

Şekil 17: Gümüşün valans bandından salınan elektronların sayısı.

Daha derindeki düzeylerin uyarılmaları, genellikle, plazmon uyarılmasıyla birlikte mümkün olur. Örneğin, silisyumda bağlanma enerjisi 99.2 eV ye yakın olan 2p elektronların bir plazmon uyarılması için 117 eV de, iki plazmon uyarılması için 134.7 eV de gözlenmiştir. Plazmon enerjisi 18 eV dir.

Charles Kittel, Einführung in die Festkörperphysik, 6. Ayflage,R. Oldenbourg Verlag München Wien, 1983.
J.S. Blakemore, Solid State Physics, second edition, ambridge University Press,1985.
Mustafa Dikici, Katıhal Fiziğine Giriş, Samsun 19 Mayıs Üniversitesi yayını, 1992.