Другие фотоэлектронные методы

Другие фотоэлектронные методы [c.170]

Рассмотренные в разделе методы характеризуются прежде всего высокой чувствительностью, специфичностью и большой широтой возможных применений, хотя и предназначены главным образом для исследования поверхности твердых тел и молекул в газовой фазе. В некоторых аспектах их можно сопоставлять с какими-либо другими физическими методами исследования, а в некоторых отношениях они обладают совершенно уникальными возможностями. Например, эмиссионный спектральный анализ может найти себе конкурента в методе РЭС при определении химических элементов. Фотоэлектронные спектры более специфичны, чем абсорбционные рентгеновские спектры и УФ спектры, характеризуясь более узкими линиям ч достаточно высоким разрешением. Многие данные, получаемые из фотоэлектронных спектров, хорошо коррелируют с данными других методов. [c.165]

Можно полагать, что методы электронного зонда в комплексных исследованиях строения слоев толщиной от долей нанометра до нескольких микрометров практически стоят вне конкуренции. Ни один из других высокочувствительных методов анализа поверхности, как, например, фотоэлектронная спектроскопия или вторично-ионная масс-спектрометрия, не обеспечивает получения комплексной информации, не позволяет изучать одновременно нано- и микрослои (как это делается при электронном зондировании путем выбора вида вторичных сигналов), не дает такой высокой локальности по площади. [c.216]

В тех случаях, когда нужны особенно точные сведения о тех или иных электронных уровнях, необходимо учитывать точность метода в определении этих характеристик. Например, разницу в положении валентных уровней могут определить все три метода, но самым точным является фотоэлектронный (точность около 0,01 эв по сравнению с точностью 0,1 эв для других методов). Необходимо учитывать что фотоэлектронный спектр дает лучшее разрешение, чем другие методы, однако фотоэлектронный метод легко применим только к газам. Разницу в энергиях внутренних уровней атома в одном соединении рентгеноспектральный метод определяет быстрее и обычно [c.46]

Другой особенностью метода РФЭС является чувствительность точного положения РФЭС линий от остовных уровней к химическому состоянию анализируемого элемента. Более того, было выведено мнемоническое правило, которое утверждает, что изменение степени окисления элемента на единицу вызывает сдвиг соответствующего фотоэлектронного спектра на один электрон-вольт. Именно этот факт, вместе с пропорциональностью интенсивности линий от концентрации соответствующего элемента, лежит в основе использования РФЭС не только для элементного, но и химического анализа поверхностных слоев гетерогенных катализаторов и объясняет другое название метода электронная спектроскопия для химического анализа (ЭСХА). [c.20]

Растровая электронная микроскопия. В химии твердого тела и материаловедении широко применяется и другой микроскопический метод исследования с использованием потока электронов — растровая (или сканирующая) электронная микроскопия (РЭМ). Метод заключается в сканировании поверхности образца максимально сфокусированным электронным пучком с одновременной регистрацией возбужденного этим пучком излучения. В качестве такого излучения чаще всего (из-за возможности достижения наибольшего разрешения) используют низкоэнергетические (до 50 эВ) вторичные электроны (собираемые к соединенному с фотоэлектронным умножителем сцинтилляционному детектору электростатическим коллектором), которые генерируются материалом [c.248]

Некоторые из физических методов особенно широко исполь зуются в химических лабораториях, например спектроскопия ЯМР и ЭПР, спектрополяриметрия (ДОВ и КД), и поэтому они рассмотрены подробнее. В то же время с помощью менее распространенных методов, таких, как рентгеновская и фотоэлектронная спектроскопия (ФЭС), ядерный квадрупольный резонанс, мессбауэровская спектроскопия, эффект Фарадея и др., получают также чрезвычайно важную информацию, поэтому некоторые из этих методов стали быстро развиваться, например ФЭС, и применение их химиками постоянно расширяется. Вообще ценность любого метода проявляется только тогда, когда он применяется для решения конкретных химических задач, и особенно возрастает при совместном использовании с другими методами. [c.4]

Методы рентгено- и фотоэлектронной спектроскопии в применении к явлениям адсорбции позволяют изучать и решать ряд проблем. С одной стороны, это идентификация продуктов на адсорбенте, исследование электронной структуры адсорбатов в зависимости от строения адсорбента и нахождение энергетических характеристик взаимодействия адсорбат — адсорбент. С другой стороны, это определение мест локализации адсорбированных молекул, поверхностной концентрации, степени покрытия поверхности, изучения кинетики адсорбции или каталитической реакции, выяснение механизмов адсорбции и каталитического действия металлов и сплавов и т. д. [c.162]

Для изучения поверхности электродов и явлений адсорбции используют оптические методы. Часть этих методов предназначена для исследования поверхностного слоя электродов, погруженных в раствор электролита и включенных в электрохимическую цепь. Таким образом получается информация о состоянии границы раздела фаз при заданном составе раствора и заданном потенциале электрода. К этим методам относятся эллипсометрический метод, а также методы обычного зеркального и неполного внутреннего отражения. Другая часть оптических методов изучения поверхности электродов требует удаления их из раствора, просушки и последующего исследования в глубоком вакууме. К этим методам относятся дифракция медленных электронов, Оже-спектроскопия, фотоэлектронная спектроскопия (рентгеновский микроанализ), сканирующая электронная микроскопия и некоторые другие методы. Эти методы дают информацию о микроструктуре поверхности твердых электродов, о химическом составе поверхностного слоя, изменение которого могло произойти в результате необратимой адсорбции тех или иных компонентов раствора, о составе и структуре возникших на поверхности окисных пленок. Однако для изучения обратимых адсорбционных явлений на электродах эти методы не подходят. [c.80]

При фиксированной частоте v испущенные электроны имеют различные кинетические энергии. Откладывая число электронов, испущенных за данный промежуток времени, в зависимости от Т (или более непосредственно от I — hv—Тk) получим спектр испущенных электронов. При использовании гелия и других подобных источников электромагнитного излучения этот метод носит название ультрафиолетовой фотоэлектронной спектроскопии (УФС), в случае рентгеновских источников его называют рентгеновской фотоэлектронной спектроскопией (РФС) или ЭСХА электронная спектроскопия для химического анализа. [c.81]

Аналитическая химия — увлекательная сфера научного поиска, благодатный полигон для творческих исканий. Не случайно за создание многих методов анализа присуждены Нобелевские премии это органический микроанализ, полярография, разные виды хроматографического анализа, так называемая фотоэлектронная спектроскопия и другие методы. [c.4]

Хотя спектроскопия поглощения в видимой и УФ-областях, как и фотоэлектронная спектроскопия, дают очень ценную информацию для индивидуальных соединений, их применение для анализа углей пока носит качественный характер и не позволяет, например, оценивать относительное содержание ароматических, алифатических и нафтеновых структур. Одна из причин этого — отсутствие стандартных образцов углей, молекулярное строение которых достаточно детально и количественно охарактеризовано другими методами (элементный состав, спектры ЯМР и ИК, молекулярно-массовое распределение). [c.75]

Устройство фотоумножителей и их характеристики. Фотоумножитель состоит из светочувствительного катода и ряда вторичных эмиттеров (динодов), расположенных так, чтобы наибольшее число фотоэлектронов, испущенных эмиттером, достигло следующего эмиттера. Эмиттеры изготавливаются из материала с большим коэффициентом вторичной эмиссии, а их форма и расположение задаются выбранным способом фокусировки и ускорения электронов. И то и другое обычно осуществляется с помощью электростатического поля. Оно создается в результате приложения к каждому эмиттеру последовательно возрастающего положительного потенциала. Иногда для фокусировки электронов применяется комбинация электрического и магнитного полей. В последние годы этот метод фокусировки как более громоздкий используется редко. На рис. 12.24 приведена схема, поясняющая устройство и действие фотоумножителя. [c.319]

Наблюдение вспышек (сцинтилляций) в сернистом цинке при ударе а-частиц, испускаемых радиоактивными веществами, было первым методом регистрации отдельных ядерных частиц.Эти наблюдения производились визуально с помощью только лупы или микроскопа. Современные фотоэлектронные умножители дают возможность регистрировать сцинтилляции под действием не только а-частиц, но и других из.лучений протонов, быстрых электронов и у-лучей. Начиная с 1947 г. этот метод быстро развивался и нашел широкую область применения пе только в ядерной физике, но и во многих отраслях техники. Здесь мы дадим только очень краткие сведения по данному кругу вопросов, отсылая интересующихся к специ альной литературе. [c.145]

Контрольные операции неизбежно удлгшяют производственный цикл, задерживают поступление сырья и полуфабрикатов па дальнейшую обработку, уменьшают скорость оборачиваемости оборотных средств, поэтому особенно важно обеспечить нх быстроту. Методы экспресс-контроля позволяют полностью автоматизировать контрольные функции, применяя средства дистанционрюго контроля, фотоэлектронную автоматику, хроматографический, спектрометрический, реитгепоскопический, колориметрический, химический, люминесцентный и другие современные методы контроля. [c.123]

Другим перспективным методом изучения адсорбции органических соединений на электродах является метод модуляционной спектроскопии отражения (Дж. Фейнлейб, Р. М. Лазоренко-Ма-невич). Сущность этого метода заключается в следующем. Идеально плоский блестящий электрод освещается монохроматическим плоскополяризованным светом и одновременно поляризуется так же, как в импедансном методе [см. уравнение (1.17)]. В этих условиях отраженный свет содержит кроме постоянной составляющей R составляющую AR, которая периодически изменяется во времени с той же частотой ш, что и частота приложенного переменного напряжения. Отраженный свет поступает на фотоэлектронный умножитель, который трансформирует его в электрические сигналы, содержащие опять-таки постоянную и переменную составляющие, пропорциональные R и AR. Далее происходит параллельное усиление этих составляющих двумя независимыми усилителя.ми, причем коэффициент усиления AR приблизительно в 10 раз больше коэффициента усиления R. Наконец, оба усиленных сигнала поступают в смеситель, который сравнивает их и выдает сигнал, пропорциональный отношению AR/R. Отношение AR/R регистрируется в зависимости от среднего потенциала электрода ср при заданной длине волны монохроматического света (1) или в зависимости от Я, при ср= onst. [c.34]

Существует еще много других физических методов исследования структуры молекул. Теснейшим партнером ИК-спектроскопии является спектроскопия комбинационного рассеяния света (КР). Структурную информацию получают также из микроволновых (МВ) спектров. В последние годы быстро развивается фотоэлектронная спектроскопия (ФЭС), основанная на анализе электронов, выбитых из вещества под действием излучения. Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) в некотором смысле сходна с методом ЯМР, но основана на переориентации неспаренных электронов в молекуле. Помимо дифракции рентгеновских лучей используется дифракция электронов и нейтронов (электронография и нейтронография). Современные влектронные микроскопы позволяют увидеть> отдельные атомы. Каждый год появляются новые методы или модификации известных методов исследования структуры химических соединений. Наконец, в последние годы все шире применяются теоретические расчеты молекул методами квантовой химии. — Прим. перев. [c.27]

Первые применения эмиссионного спектрального анализа относят к 1859 г., когда Кирхгоф и Бунзен опубликовали совместную работу по обнаружению щелочных металлов с помощью спектроскопа. В чисто производственных целях спектроскоп начал использоваться в 1923 г. в Англии для сортировки металлического лома, в связи с чем прибор и был назван стило-скопом (от англ. steel — сталь). Хотя теперь визуальными спектральными приборами анализируются не только стали, за ними прочно сохраняются привившиеся названия — стилоскоп и стилометр. Легкость и быстрота проведения наблюдений в видимой области спектра с помощью глаза обусловливают широкое распространение этого вида спектрального анализа и в настоящее время, несмотря на высокий уровень развития других, главным образом фотоэлектронных методов измерений световых излучений. [c.409]

Применение физико-химических методов внесло неоценимый вклад в установление тонких деталей строения сложных органических соединений н их реакционной способности, в познание элементарного механизма органических реакций. Как показано в одном из обзоров, мощный физико-химический метод — импульсный радиолиз — дает весьма ценную информацию о свойствах коротко-живущих частиц, возникающих в промежуточных стадиях органических реакций. Как показано в другом обзоре, методы фотоионизации молекул, фотоэлектронной спектроскопии, фотодиссоциапи ионов позволяют получать сведения об электронной структуре молекул и поведении образующихся ионов. И еще один аспект совместных усилий физико-химиков и органиков более глубокое понимание проблемы ионной ассоциации, в частности, состояния ме-таллорганических соединений в растворах. [c.6]

Для иллюстрации как выделения отдельных частот дробового эффекта при помощи селективно работающего усилителя, так и всего явления дробового эффекта в целом приводим на рисунке 57 осциллографические записи дробового эффекта фотоэлектронной эмиссии [258]. Рядом с каждой серией кривых приведена графически частотная характеристика усилетеля. Кривые масштаб времени представляют собой снятые для сравнения осциллограммы простых синусоидальных колебаний. Мы обрисовали методику этих измерений лишь схематически. Теория описанного метода устанавливает зависимость колебаний напряжения на входном сопротивлении усилителя от флюктуаций эмиссионного тока при том или другом характере нагрузки, а также зависимость амплитуды на выходе выпрямителя от этих флюктуаций и от свойств усилителя, в частности от хода его частотной характеристики [242]. Результаты теории позволяют определить величину элементарного заряда в из измерений различных компонент дробового эффекта с неменьшей точностью, чем другие современные методы определения е. Метод определения амплитуды ка- [c.122]

И хотя во многих конкретных (экспериментальных) исследованиях синтетические п физико-химические аспекты химии карбенов рассматривались раздельно, все больше начало вырисовываться объединение синтетических, кинетических, инструментальных и расчетных аспектов химии карбенов и их аналогов в единое научное направление. Этому в большей мере способствовало повышение качества и расширение границ применения расчетных методов и появление новых экспериментальных возможностей регистрации карбенов и подобных им интермедиатов с помощью пико- и наносекундной лазерной спектроскопии. Это позволило, в частности, следить за генерированием и исчезновением карбенных центров в реальных многокомпонентных жидкофазных системах, определять спектральные, кинетические и термодинамические параметры карбенов и реакций с их участием. Появлялись и совершенствовались другие инструментальные методы прямого наблюдения и изучения карбеноподобных интермедиатов (пиролитическая масс-спектрометрия, газовая электронография в сочетании с масс-спектрометрией, фотоэлектронная спектроскопия). Например, недавно в нашей лаборатории метод низкотемпературной матричной РИ -спектроскопии впервые удалось использовать [c.8]

В последние годы методами фотоэлектронной и рентгеноэлектронной спектроскопии удалось измерить первые ПИ не только с ВЗАО, но и с других, в том числе глубинных атомных орбиталей (орбитальные ПИ). Например, для атома углерода при одной и той же конфигурации 1з 2з 2р первые ПИ с 2р-ВЗАО и глубинной 2з-АО равны соответственно 11,26 и 20 эВ. [c.38]

Проведен синтез углеродных нанотруб мегодом термического газофазного разложения углеводородов. Структура нанотруб (размер, ориента11ия, дефектность, наличие примесей других элементов и т.д.) регулировалась изменением параметров синтеза (температура, исходные углеродсодержащие вещества, вид катализатора и т.д.). Проведено комплексное исследование полученных материалов методами электронной микроскопии, рентгеновской спектроскопии, фотоэлектронной спектроскопии и рентгеновской дифракции. [c.124]

Эксперименты на пикосекундной временной шкале и более короткой требуют других подходов. Световая вспышка, вызывающая возбуждение или фотолиз молекул исследуемого вещества, генерируется лазером с пассивной синхронизацией мод, оснащенным системой выделения одиночного импульса из цуга. Хотя пикосекундная импульсная спектроскопия опирается на методику двух вспышек — возбуждающей и зондирую -щей,— импульс зондирующего света обычно получается за счет преобразования части света возбуждающей вспышки, а необходимая короткая временная задержка легко достигается благодаря конечной скорости света. Зондирующий световой пучок направляется по варьируемому более длинному оптическому пути. Для абсорбционных экспериментов спектр этого излучения может быть уширен (например, ССЬ преобразует малую часть излучения лазера на неодимовом стекле с длиной волны 1060 нм в излучение в широком спектральном диапазоне). Для других диагностических методик, например КАСКР, это излучение может быть преобразовано в излучение другой частоты. Существует также ряд специализированных методик для изучения испускания света в пикосекундном диапазоне. Одна из них связана с электронным вариантом стрик-камеры. Для регистрации временной зависимости интенсивности сфокусированного пучка или светового пятна в механическом варианте стрик-камеры используется быстро движущаяся фотопленка. В электронном варианте изображение вначале попадает на фотокатод специального фотоумножителя типа передающей телевизионной трубки. Под действием линейно изменяющегося напряжения, прилагаемого к пластинам внутри трубки, образующиеся фотоэлектроны отклоняются тем сильнее, чем позже они вылетели из фотокатода. Для регистрации мест попадания отклоненных электронов может использоваться фосфоресцирующий экран с относительно длинным послесвечением, изображение на котором фотографируется или преобразуется с помощью электроники для последующего анализа. Этот метод носит название электронно-оптической хроноскопии. В альтернативном методе для изучения флуоресценции с пикосекундным временным разрешением Используется затвор, основанный на эффекте Керра (вращение плоскости поляризации света в электрическом поле), индуцируемом открывающим лазерным импульсом. В еще одном методе (флуоресцентная корреляционная спектроскопия) часть света возбуждающего импульса проходит через оптическую линию задержки и смешивается с испускаемой флуоресценцией в нелинейном кристалле (см. конец разд. 7.2.3), давая на выходе [c.203]

Согласно теории электронных пар (точечные структуры Льюиса), в метане четыре атома водорода связаны четырьмя электронными парами с центральным атомом углерода. Лежащие глубоко внутри 18-электроны атома углерода можно рассматривать как несвязывающие, и в большинстве случаев ими можно пренебречь. Четыре валентные орбитали метана не идентичны одна орбиталь не имеет узловых плоскостей, а три другие представляют собой вырожденные орбитали (т. е. равной энергии) и имеют по одной узловой плоскости. Формы этих орбиталей изображены на рис. 2.1. Необходимо ясно понимать, что существование связывающих орбиталей разной энергии никоим образом не противоречит картине электронных пар, в которой все углерод-водо-родные связи идентичны. Тетраэдрическое расположение атомов водорода четко видно при комбинации этих четырех орбиталей. Наличие различающихся между собой молекулярных орбиталей удается продемонстрировать только методом фотоэлектронной спектроскопии, позволяющим непосредственно измерять энергетические уровни электронов. Фотоэлектронный спектр подтверждает, что в валентной [c.15]

В гл. 2 уже говорилось о том, что метан содержит два типа связывающих молекулярных орбиталей тотально симметричную 1/1 и три вырожденные орбитали 1/2, и /4, каждая из которых имеет узловую плоскость. Это не означает, что существует какое-то различие в связывании четырех атомов водорода. Водородные атомы размещены те-траэдрически вокруг центрального атома углерода, и связи имеют равную энергию. Чтобы рассчитать энергию диссоциации связи и другие физические характеристики связей углерод - водород, удобно скомбинировать 2в- и три 2р-орбитали атома углерода, и тогда получатся гибридные орбитали 8р (символ 8р указывает, что гибрид получен из одной 28- и трех 2р-орбиталей). Эти гибридные орбитали углерода перекрываются с Ь-орбиталями четырех атомов водорода, образуя четыре тетраэдрические связи. Гибридизация-это математический прием, позволяющий рассчитать энергию и пространственную ориентацию атомов в молекуле. Если исследовать энергетические уровни в метане, например, методом фотоэлектронной спектроскопии, то в действительности мы обнаружим два энергетических уровня, о чем говорилось в гл. 2. Кроме того, величину константы спин-спинового взаимодействия Н—в спектре ЯМР можно интерпретировать через 5-характер центрального атома углерода. [c.35]

В то же время методы типа МЧПДП оказались непригодными при рассмотрении соединений с водородными связями и при расчете барьеров внутреннего вращения в ненасыщенных соединениях. Отчасти эти недостатки удалось снять при переходе к методу МПДП, который точнее воспроизводит относительную стабильность изомеров соединений с двойными и тройными связями, последовательность расположения по энергии орбиталей различных типов (что существенно при анализе фотоэлектронных спектров), величины барьеров внутреннего вращения и другие характеристики. [c.337]

К. т. не учитывает согласованности движения электронов в молекуле (электронной корреляции) и перестройки орбиталей иона по сравнению с орбиталями молекулы. Учет этих эффектов возможен методами возмущений теории, однако обычно такие эффекты в значит, степени взаимно компенсируют друг друга. Это позволяет с успехом применять К. т, для интерпретации рентгено- и фотоэлектронных спеггров молекул, а также при изучении Оже-спектров. [c.556]

Физическим (в том числе и спектроскопическим) методам исследования органических соединений посвящено огромное число монотрафий, сборников и обзорных статей. Нельзя сказать, что в этом отношении мы отстаем от других стран напротив, на русском языке регулярно публикуются переводы наиболее важных и интересных книг по электронной и колебательно-вращательной спектроскопии, спектроскопии ядерного магнитного и электронного па рамагнитного резонансов, масс-спектрометрии, фотоэлектронной спектроскопии и другим областям. Полезные книги написаны и советскими авторами (здесь можно упомянуть, например, книгу А. Г. Лундина и Э. И. Федина ЯМР-спектроскопня (Москва, Наука, 1996)). [c.5]

Углы, образованные дифрагированным излучением с падающим на кристалл или раствор излучением, и интенсивности измеряют фотографическим методом и с помощью счетчиков фотонов (ди-фрактометрический метод). След дифракционных лучей фиксируется на рентгенограмме. При дифрактометрическом методе используют ионизационные, сцинтилляционные, полупроводниковые и другие счетчики рентгеновских квантов, часто применяемые сцинтилляционные счетчики имеют в своем составе светящийся под действием рентгеновских квантов люминесцентный кристалл и фотоэлектронный умножитель. [c.201]

По этому методу определяют коэфф. контрастности для фотонластинок, на к-рых сфотографированы спектры эталонов, и для фотопластинок со спектрами анализируемых проб. Св-ва фотопластинок учитывают введением переводного множителя , позволяющего согласовывать измерения, сделанные па разных фотопластинках использованием характеристической кривой фотопластинки фотометрировапием со ступенчатым ослабителем, дающим возможность измерять непосредственно величину логарифма интенсивности (метод фотометрического интерполирования). Для контроля положения аналитической кривой фотографируют спектры эталонов (метод контрольного эталона). При фотоэлектрической регистрации спектра световая энергия преобразуется фотоэлементом или фотоэлектронным умножителем в электрическую. По величине же электр. сигнала оценивают интенсивность спектральной линии. Фотоэлектрические методы основываются на тех же зависимостях, что и визуальные и фотографические. Однако используются другие устройства — двухканальные (папр., тина ФЭС-1) или многоканальные установки типа квантометров (напр., типов ДФС-10, ДФС-31, ДФС-36, ДФС-41). В фокальной плоскости 36-канального прибора типа ДФС-10 есть 36 выходных щелей и приемных блоков, к-рые настроешл на определенные спектральные линии и сведены в программы по 5—12 элементов в каждой (сталь, чугун, цветные снлавы). Для анализа одного образца необходимо 3—5 мин. Пламенная фотометрия также является фотоэлектрическим методом анализа, где в качестве источника света используется пламя горючего газа (напр., светильного) [c.423]

Сцинтилляционный счетчик представляет собой сочетание фосфора, в котором под воздействием ядерных излучений возникают сцинтилляции, и фотоэлектронного умножителя, который эти сцинтилляции регистрирует и преобразует в электрические импульсы. В настоящее время, благодаря целому ряду преимуществ по сравнению с другими методами регистрации ядерных излучений, сцинтилляционный метод является одним из наиболее распространенных не только в экспериментальных областях ядерной физики и химии, но и в технике. К основным преимуществам сцинтилляционного счетчика по сравнению с другими детекторами ионизирующих излучений относятся универсальность, малое разрешающее время, высокая эффективность регистрации, особенно у-излучения, способность отличать и регистрировать излучения различных типов, а также изхмерять энергию частиц и Y-квaнтoв. [c.26]