Vilniaus universitetas kartu su FTMC įsigijo vieną iš kertinių medžiagų tyrimų prietaisų
Vilniaus universitetas kartu su FTMC įsigijo vieną iš kertinių medžiagų tyrimų prietaisų – fotoemisijos spektrometrą. Fotoemisijos spektroskopija praremta išlaisvintų elektronų energijos matavimu iš kietų, dujinių ar skystų medžiagų. Priklausomai nuo naudojamos šviesos spinduliuotės energijos (Rentgeno, EUV ar UV) ši spektroskopija vadinama įvairiai – XPS (angl. „X-ray photoelectron spectroscopy“) arba UPS (angl. „Ultraviolet photoelectron spectroscopy“).
Apšvitinus medžiagą didelės energijos spinduliuote išlaisvinami vidinių ir/ar išorinių atomų sluoksnių elektronai ir išmatuojama jų energija. Šis metodas tyrėjams leidžia kokybiškai ir kiekybiškai tirti mėginio paviršiaus cheminę sudėtį.
Pirmojo XPS įrenginio kūrėjas K. Siegbah šį metodą pavadino „Elektronų spektroskopija cheminei analizei“ (angl. „ESCA“), nes išmatuota vidinių atomo sluoksnių elektronų energija pasižymi mažais, bet išmatuojamais cheminiais poslinkiais. Šiuos poslinkius dažnai lemia medžiagų atomų cheminiai ryšiai su juos supančiais aplinkiniais atomais. Cheminiai poslinkiai leidžia nuspėti, kokioje aplinkoje ir kokiose oksidacinėse būsenose yra tiriamojo mėginio atomai, suprasti elektroninę medžiagų struktūrą, medžiagos atomų sudaromus ryšius.
Kita vertus, visi tyrimų rezultatai reikalauja nemažo apdorojimo, modeliavimo ir atsargaus interpretavimo. Tipinė informacija kurią teikia XPS yra elementų identifikavimas, santykinių atominių koncentracijų, cheminių poslinkių ir ryšio energijų nustatymas. Kiekvieno medžiagos tyrimai yra ypatingai specifiški. Vieno mėginio tyrimas gali trukti nuo 1 paros iki kelių savaičių.
Nepriklausomai nuo mėginio būsenos tai yra išskirtinai paviršiaus tyrimo metodas, kuris suteikia informaciją tik iš labai nedidelio (1 – 20 nm) mėginio gylio. Tiriant mėginius naudojamas ypač aukštas vakuumas (10-8 - 10-10 Pa), todėl įprastai matuojami tik kieti, neužteršto paviršiaus, nelakūs mėginiai, o mėginių paruošimas vyksta laikantis ypač didelės švaros. Tiriamo objekto dydis gali svyruoti nuo kelių centimetrų iki keliasdešimt mikrometrų.
Siekiant tirti tik paviršiaus arba gilesnius mėginio sluoksnius, atliekamas tyrimas pakreipiant mėginį įvairiais matavimo kampais (ARXPS) arba mėginio ėsdinimas argono jonų patranka, atidengiant vis naują tyrimo paviršių. NFTMC įsigytoje įrangoje sumontuota patranka (angl. „ion-gun“) leidžia mėginius ėsdinti ne tik agresyviais monoatominiais (Ar+) argono jonais, bet ir švelnesniais argono jonų klasteriais (nAr+). Mėginiai gali būti apšvitinami keturių tipų monochromatine spinduliuote (Al Kα, Ag Lα, He (I), He(II) ), tiriant tiek vidinius, tiek valentinės juostos elektronų būvius.
Eksperimentai gali būti atliekami ir temperatūrinėje kameroje nuo -100 °C iki 800 °C. Ypač didelio lygumo paviršių charakterizavimui gali būti naudojama ir jonų sklaidos spektrometrija (ISS). Naujoji įranga suteikia galimybes tirti ypač didelį medžiagų spektrą – nuo jautrių organinių polimerų, savitvarkių monosluoksnių, elektronikos, optoelektronikos bei optikos komponentų, iki atsparios oksidinės keramikos, metalo gaminių, stiklo.
XPS rutiniškai taikoma šiose srityse:
- Nerūdijančių plienų ir metalų paviršiaus analizė, paviršių pasyvacijos/oksidacijos tyrimai;
- Plieno guolių defektų ir pažeistų plotų elementinė analizė ;
- Metalo ir plieno gaminių pašalinių priemaišų tyrimai;
- Spektroskopiniai kieto kuro elementų tyrimai;
- Elementinė Cu(In,Ga)Se2 saulės elementų analizė;
- Defektinių saulės elementų darbinės funkcijos žemėlapių sudarymas (angl. „mapping“);
- Metalinių komponentų taškinė sudėties analizė;
- Audinių cheminių būsenų tyrimai;
- Elementinių paviršiaus žemėlapių sudarymas;
- Grafitinių anglinių medžiagų tyrimams, hibridizacijai ir anglies formų koncentracijoms įvertinti.
Dėl platesnės informacijos ir tyrimų kviečiame teirautis:
tel.: +370 608 37 502
Adresas: Saulėtekio al. 3, kab. Nr. E431