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A.CarneraScienza delle Superfici (Mod. B) 20051 Spettroscopie.

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Presentazione sul tema: "A.CarneraScienza delle Superfici (Mod. B) 20051 Spettroscopie."— Transcript della presentazione:

1 A.CarneraScienza delle Superfici (Mod. B) Spettroscopie

2 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Lo spettro elettromagnetico Relazione di Planck

3 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Lo spettro elettromagnetico Transizioni magnetiche nucleari -Risonanze magnetiche di spin -Spettroscopie rotazionali -Spettroscopie rotovibrazionali Spettroscopie molecolari -Spettroscopie delle bande molecolari: transizioni elettroniche + transizioni rotazionali e vibrazionali -Spettroscopie atomiche -Spettroscopie nucleari

4 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Rilevanza dei fenomeni termici Energia media di un oscillatore armonico classico

5 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Interazione radiazione-materia EfEf EiEi E Radiazione incidente EfEf EiEi E < E f -E i E Mezzo trasparente

6 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Processi di eccitazione EfEf EiEi E Radiazione incidente EfEf EiEi E E f -E i Eccitazione risonante

7 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Emissione EfEf EiEi Stato eccitato EfEf EiEi Emissione Principio di indeterminazione t piccolo : fluorescenza t grande : fosforescenza

8 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Emissione stimolata EfEf EiEi Inversione di popolazione Effetto della pompa EfEf EiEi Emissione stimolata Effetto LASER

9 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Schema dei termini dell atomo di H Lyman (UV) n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 Balmer (visibile) Paschen (IR) Brackett (IR)

10 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Spettro di emissione di raggi X dal Pb

11 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Livelli energetici degli elettroni nei solidi Banda di conduzione Elettroni liberi EFEF E F +W K L 1 L 2 L 3 2p 3/2 2p1 /2 2s 1s Banda di valenza Livelli atomici Metalli W: funzione lavoro E F : energia di Fermi K L 1 L 2 L 3 2p 3/2 2p1 /2 2s 1s E g >>k B T Isolanti EFEF E g k B T K L 1 L 2 L 3 2p 3/2 2p1 /2 2s 1s Semiconduttori EFEF

12 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) L effetto fotoelettrico -V0 luce incidente elettroni fotocatodocollettore W: funzione lavoro (lavoro di estrazione) Relazione di Einstein EFEF E F +W K L 1 L 2 L 3 2p 3/2 2p1 /2 2s 1s EkEk

13 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Assorbimento e emissione di raggi X

14 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Assorbimento: perdita di energia di elettroni I VAVA VGVG Catodo Gas a bassa pressione Anodo GG Esperimento di Franck e Hertz Electron Energy Loss Spectroscopy (EELS)

15 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Eccitazione (fotoemissione) e ricombinazione Ricombinazione radiativa Emissione Auger Effetto fotoelettrico

16 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Segnali rivelati e spettroscopie Fotoelettrone Fotoni X Elettroni Auger XPS : X-ray Photoemission Spectroscopy XRF: X-ray Fluorescence EPMA: Electron Probe Micro Analysis AES: Auger Electron Spectroscopy

17 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Schema delle energie nella rivelazione di fotoelettroni

18 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Fotoemissione e assorboimento di raggi X

19 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Corrispondenza fra emissione e assorbimento

20 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Cammino libero medio degli elettroni

21 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Lo spettrometro XPS

22 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Spettro XPS (survey)

23 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Energie di legame

24 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Effetti della non monocromaticità del fascio X Le righe K dell Al

25 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Deconvoluzione del picco 1s del C Spettrometro XPS ad alta risoluzione

26 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Gli shift chimici

27 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Shift chimici della riga C 1s

28 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Due diversi processi di decadimento sono possibili Ricombinazione radiativa Emissione Auger Effetto fotoelettrico

29 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Transizioni Auger

30 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Le interazioni degli elettroni con la materia

31 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Volumi di emissione e profondità di informazione

32 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Determinazione della profondità di fuga

33 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Lo spettrometro AES e gli spettri di elettroni

34 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Lo spettrometro AES

35 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) La riga KLL del Mg

36 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) Profili di concentrazione in AES


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