Equipamiento
Las espectroscopias de fotoemisión (XPS-UPS) son un conjunto de técnicas que permiten determinar la configuración electrónica de los materiales mediante el análisis de la energía cinética de los electrones expulsados del material (por efecto fotoeléctrico) bajo irradiación con rayos X (XPS) o luz UV (UPS).
XPS y UPS son técnicas sensibles a la superficie porque los electrones recorren tan solo unos pocos nanómetros en el sólido antes de perder energía por interacción inelástica, lo que significa que los electrones analizados proceden de la capa superficial del material. Por este motivo, en espectroscopía de fotoemisión, la muestra se coloca en ultravacío (UHV) para proteger la superficie de la contaminación y permitir que los electrones emitidos por los sólidos lleguen al analizador.
XPS, gracias a la mayor energía de la fuente de rayos X, da acceso a los niveles de núcleo, lo que permite determinar la estructura química de los materiales, ya que dichos niveles presentan pequeños desplazamientos químicos en función del entorno químico del átomo ionizado. XPS también permite cuantificar los elementos presentes en el material.
UPS, gracias a la menor energía de la luz UV, da acceso a los electrones de las bandas de valencia y permite, mediante UPS resuelto en ángulo (ARUPS), observar la distribución de los electrones en el espacio recíproco de los sólidos.
El sistema XPS-UPS de ICN2 consta de 3 cámaras de UHV (entrada de muestras, preparación y análisis).
La cámara de análisis está equipada con un analizador hemisférico Phoibos 150 de SPECS con radio medio de 150 mm (resolución energética total de 2,9 meV), fuente de rayos X con ánodo dual (Al Kα 1.486,74 eV y Ag Lα 2.984,3 eV) y monocromador, manipulador de 4 ejes con calentamiento de muestra hasta 1.200 K mediante haz de electrones y enfriamiento de muestra con N₂ (l), fuente UV y monocromador para He I (21,2 eV) y He II (40,8 eV), y cañón de electrones de compensación para muestras aislantes.
La cámara de preparación está equipada con un manipulador de 4 ejes con calentamiento de muestra hasta 1.200 K mediante haz de electrones, cañón de bombardeo iónico no focalizado con Ar para la limpieza de muestras, LEED y diversos puertos CF40 disponibles para instalar evaporadores u otros accesorios.
Muestras compatibles
Las muestras medidas en el Servicio de Espectroscopía de Fotoemisión (Xps y Ups) de ICN2 son principalmente polvos, fibras y películas. Las muestras líquidas pueden depositarse sobre el sustrato adecuado antes de su introducción en el sistema de vacío.
El tamaño máximo permitido en el portamuestras es de 10 mm × 10 mm.