XPS, eli röntgenfotoelektronispektroskopia (X-ray photoelectron spectroscopy) on erittäin pintaherkkä menetelmä alkuaineiden ja kemiallisten sidosten määritykseen. XPS on ainetta rikkomaton mittausmenetelmä, jonka avulla voidaan analysoida kaikkia heliumia raskaampia alkuaineita. Tulokset saadaan semikvantitatiivisesti joko paino- tai atomiprosenttiosuuksina. Alkuaineet on myös mahdollista kartoittaa 2D-kuvaan kappaleen pinnasta. XPS kulkee toisinaan myös nimellä ESCA (Electron Microscopy for Chemical Analysis), kyseessä on siis tismalleen sama menetelmä.
Analyysit
- Erittäin pintaherkkä menetelmä. Menetelmävalinnasta riippuen analyysisyvyys aivan ylimmästä atomikerroksesta 10 nm:iin
- Semikvantitatiivinen alkuaineanalyysi ainetta rikkomattomalla menetelmällä
- Alkuaineiden hapettumistilat, jotka myös mahdollista kvantifioida
- Alkuaineiden 2D-kuvantaminen, resoluutio parhaimmillaan 10 μm
- Syvyysprofilointi kaikenlaisille materiaaleille. Klusteritykki mahdollistaa myös herkkien polymeerinäytteiden syvyysprofiloinnin
- Valenssienergioiden ja työfunktion määrittäminen UPS:llä
- Band gap-määritys REELS:llä
- Alkuaineiden tunnistus ylimmältä atomikerrokselta ISS:llä
Laitteisto
- Thermo Fisher Nexsa G2, moderni XPS-laitteisto jossa energiaresoluutio jopa < 0.5 eV FWHM
- Argon klusteritykki pintakerrosten sputterointiin, jossa sekä monatominen että klusterimoodit mahdollisia (MAGSIS)
- 2D-kuvantaminen, spatiaaliresoluutio jopa 10 μm
- Sekä positiivinen että negatiivinen varauskompensaatio eri mittausmoodeille ja eristävien näytteiden tarkkaan analyysiin
- Mittaukset tyhjiössä, paine 5xE-9 mbar
Lisämenetelmät
- UV fotoelektornispektroskopia (UPS)
- Ionisirontaspektroskopia (ISS)
- Heijastuneiden elektronien energiahäviöspektroskopia (REELS)
- Lämpölevy näytteiden kuumentamiseen mittauksen yhteydessä, lämpötila max. 800 deg C
- Ilmalle sensitiivisten näytteiden valmistus Ar-hanskakaapissa ja siirtomoduuli laitteen näytesyöttöön
Näytevaatimukset
- Vain kiinteässä olomuodossa oleville näytteille tyhjiön takia
- Näytedimensiot max 60 mm x 60 mm x 20 mm (pituus x leveys x korkeus)
