Werkstoffanalytik (REM, TEM, XRD, XPS)

Bei der XPS mit Al-Kα-Strahlung (Energie 1486,6 eV) wurde für Si-2p-Photoelektronen eine kinetische Energie von 1378,8 eV gemessen. Welcher Wert kommt der Bindungsenergie am nächsten, wenn die Austrittsarbeit des Spektrometers 4,5 eV beträgt?

  1. Aca. 112,3 eV
  2. Bca. 107,8 eV
  3. Cca. 103,3 eV
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Lösung: C. ca. 103,3 eV

Aus der Energieerhaltung beim Photoeffekt folgt die Bindungsenergie E_B = hν − E_K − φ = 1486,6 − 1378,8 − 4,5 = 103,3 eV. Die Bindungsenergie von Si 2p beträgt bei elementarem Si etwa 99 eV; der um etwa 4 eV höhere Wert ist typisch für SiO₂ (Si⁴⁺), die Oberfläche ist also oxidiert. Ca. 107,8 eV vergisst, die Austrittsarbeit abzuziehen, ca. 112,3 eV addiert sie, wo sie abzuziehen wäre. Bei der Messung von Isolatoren verschiebt die Aufladung die Peaks; die Bindungsenergien werden daher häufig auf den C-1s-Peak des Kontaminationskohlenstoffs an der Oberfläche (etwa 284,8 eV) bezogen und korrigiert.

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