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

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

2 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 20052 Lo spettro elettromagnetico 10 3 10 5 10 7 10 9 10 11 10 13 10 15 10 17 10 19 10 21 10 23 10 16 10 14 10 12 10 10 8 10 6 10 2 1 10 -2 10 -4 10 4 10 -12 10 -10 10 -8 10 -6 10 -4 10 -2 1 10 2 10 4 10 6 10 8 Relazione di Planck

3 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 20053 Lo spettro elettromagnetico 10 3 10 5 10 7 10 9 10 11 10 13 10 15 10 17 10 19 10 21 10 23 10 16 10 14 10 12 10 10 8 10 6 10 2 1 10 -2 10 -4 10 4 10 -12 10 -10 10 -8 10 -6 10 -4 10 -2 1 10 2 10 4 10 6 10 8 -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) 20054 Rilevanza dei fenomeni termici 10 3 10 5 10 7 10 9 10 11 10 13 10 15 10 17 10 19 10 21 10 23 10 16 10 14 10 12 10 10 8 10 6 10 2 1 10 -2 10 -4 10 4 10 -12 10 -10 10 -8 10 -6 10 -4 10 -2 1 10 2 10 4 10 6 10 8 10 12 10 10 8 10 6 10 4 100 1 10 -2 10 -4 10 -6 10 -8 Energia media di un oscillatore armonico classico

5 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 20055 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) 20056 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) 20057 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) 20058 Emissione stimolata EfEf EiEi Inversione di popolazione Effetto della pompa EfEf EiEi Emissione stimolata Effetto LASER

9 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 20059 Schema dei termini dell atomo di H 1216 1026 972 6563 18571 12818 40500 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) 200510 Spettro di emissione di raggi X dal Pb

11 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 200511 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) 200512 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) 200513 Assorbimento e emissione di raggi X

14 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 200514 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) 200515 Eccitazione (fotoemissione) e ricombinazione Ricombinazione radiativa Emissione Auger Effetto fotoelettrico

16 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 200516 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) 200517 Schema delle energie nella rivelazione di fotoelettroni

18 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 200518 Fotoemissione e assorboimento di raggi X

19 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 200519 Corrispondenza fra emissione e assorbimento

20 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 200520 Cammino libero medio degli elettroni

21 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 200521 Lo spettrometro XPS

22 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 200522 Spettro XPS (survey)

23 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 200523 Energie di legame

24 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 200524 Effetti della non monocromaticità del fascio X Le righe K dell Al

25 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 200525 Deconvoluzione del picco 1s del C Spettrometro XPS ad alta risoluzione

26 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 200526 Gli shift chimici

27 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 200527 Shift chimici della riga C 1s

28 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 200528 Due diversi processi di decadimento sono possibili Ricombinazione radiativa Emissione Auger Effetto fotoelettrico

29 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 200529 Transizioni Auger

30 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 200530 Le interazioni degli elettroni con la materia

31 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 200531 Volumi di emissione e profondità di informazione

32 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 200532 Determinazione della profondità di fuga

33 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 200533 Lo spettrometro AES e gli spettri di elettroni

34 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 200534 Lo spettrometro AES

35 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 200535 La riga KLL del Mg

36 A.Carnera Scienza delle Superfici (Mod. B) 200536 Profili di concentrazione in AES