Caratterizzazione di Superfici mediante spettroscopia e microscopia

CARATTERIZZAZIONE DI SUPERFICI MEDIANTE SPETTROSCOPIA E MICROSCOPIA

DEFINIZIONE DI SUPERFICIE SOLIDA

SUPERFICIE : STRATO DI CONFINe TRA UN SOLIDO E UN VUOTO, UN GAS O UN LIQUIDO.

DEFINIZIONE OPERATIVA VOLUME DI SOLIDO CAMPIONATO MEDIANTE UNA SPECIFICA TECNICA DI MISURA.

I metodi di superficie spettroscopici permettono di OTTENERE INFO SULLA NATURA CHIMICA DELLE SUPERFICI.

SIA QUALITATIVE CHE QUANTITATIVE!

ESPERIMENTI DI SUPERFICIE SPETTROSCOPICI

SCHEMA DI UNA SPETTROSCOPIA DI SUPERFICIE

Il campione del solido è irraggiato con un fascio primario costituito da fotoni, elettroni, ioni o molecole neutre. Ciò provoca la formazione di un fascio secondario che viene studiato con lo spettrometro.

N. B. I metodi di superficie più efficaci sono quelli in cui il fascio primario, secondario o entrambi sono formati da ioni o molecole e non fotoni. In questo modo le misure saranno ristrette alla superficie del campione e non alla sua massa globale (poiché ioni, atomi penetrano più in profondità).

Abbondanza di tutti gli elementi

della tavola periodica ad eccezione

dell’H e dell’He.

Determinazione dello stato di ox

di un elemento e del tipo di specie

cui è legato. Fornisce info

sree la struttura elettronica delle

molecole.

Spostamenti Chimici e Stati di Ossidazione

Quando uno dei picchi di uno spettro d’insieme viene esaminato in condizioni di più elevata risoluzione di energia, si trova che la posizione del massimo dipende anche dall’elemento chimico dell’atomo responsabile del picco. Questo indica che le variazioni del numero degli elettroni di valenza e il tipo di legami che essi formano influenzano le energie di legame degli elettroni interni. Le energie di legame aumentano quando lo stato di ossidazione diventa più positivo. Questo spostamento chimico può essere spiegato assumendo che l’attrazione del nucleo per un elettrone interno venga diminuite dalla presenza degli elettroni esterni. Quando uno di questi elettroni viene rimosso, la carica effettiva sentita dagli elettroni interni risulta aumentata e si ha quindi un aumento dell’energia di legame.

EELS

Nella EELS, un fascio di elettroni a bassa energia viene focalizzato sulle superfici di un campione e gli elettroni diffusi vengono analizzati a seconda delle energie e degli angoli di diffusione. Alcuni degli elettroni diffusi presenteranno perdite di energia a causa dell'eccitazione vibrazionale delle molecole superficiali. Con la EELS ad alta risoluzione si può ottenere uno spettro vibrazionale contando il numero di elettroni con una data perdita di energia se confrontato agli elettroni diffusi elasticamente e riportando questo conteggio in funzione dell'energia. Gli spettri sono stati usati per identificare gruppi funzionali sul primo strato di una superficie che include gli adsorbiti e per avere info sui legami chimici, come gli stati di ossidazione e i numeri di coordinazione.