Electron Spectroscopies - NEVF113

• Title: Elektronové spektroskopie
• Guaranteed by: Department of Surface and Plasma Science (32-KFPP)
• Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
• Actual: from 2020
• Semester: summer
• E-Credits: 5
• Hours per week, examination: summer s.:2/1, C+Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech, English
• Teaching methods: full-time
• Teaching methods: full-time
• Additional information: https://physics.mff.cuni.cz/kfpp/rozvrh.html
• Guarantor: doc. RNDr. Viktor Johánek, Ph.D.; doc. Mgr. Josef Mysliveček, Ph.D.

Annotation

English

Last update: T_KEVF (15.05.2005)

Auger Electron Spectroscopy (AES) Energy Loss Spectroscopy (ELS) a Photoelectron Spectroscopy (XPS, UPS), Inverse photoemission.

Czech

Last update: T_KEVF (13.05.2017)

Metody Augerovy elektronové spektroskopie (AES), spektroskopie charakteristických ztrát (EELS), fotoelektronové spektroskopie (XPS, UPS, PES) a další elektronově-spektroskopické metody. Přednáška předpokládá znalost základů kvantové mechaniky a fyziky pevných látek.

Course completion requirements

Last update: doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D. (04.06.2020)

Získání zápočtu je podmínkou pro konání zkoušky.

Udělení zápočtu je podmíněno průběžnou účastí na výuce, aktivitou při cvičeních a vypracováním

zjednodušeného protokolu z měření.

Povaha kontroly studia předmětu vylučuje opakování zápočtu.

Literature

Last update: T_KEVF (13.05.2017)

J. M. Walls (ed.): Methods of Surface Analysis, Cambridge University Press, Cambridge, 1990.

D. Briggs, J. T. Grant (ed.): Surface Analysis by Auger and X-ray Photoelectron Spectroscopy, The Cromwell Press, Trowbridge, 2003.

G. Ertl, J. Küppers: Low Energy Electrons and Surface Chemistry, VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1985.

Stefan Hüfner: Photoelectron Spectroscopy: Principles and Applications, Springer Science & Business Media, 2003

L. Eckertová (ed.): Metody analýzy povrchu - elektronová spektroskopie, Akademia Praha, 1990.

Requirements to the exam

English

Last update: doc. RNDr. Viktor Johánek, Ph.D. (13.10.2017)

Examination is oral. Scope of the examination corresponds to the sylabus to the extent presented at the lectures.

Czech

Last update: doc. RNDr. Viktor Johánek, Ph.D. (13.10.2017)

Zkouška z tohoto předmětu je ústní. Požadavky zkoušky odpovídají sylabu předmětu v rozsahu, který byl prezentován na přednášce.

Syllabus

English

Last update: T_KEVF (15.05.2017)

1. Basic principles
Methods overview, instrumentation (electron optics, radiation sources,

analyzers, detectors), vacuum requirements (mean free path, influence of

surface adsotrption, ...), samples (types, requrements, preparation

methods), impact of radiation on surface compostion and structure and its

elimination.

2. Electron transport in solids
Elastic and inelastic interactions, interaction volume, attenuation

depth, mean inelastic attenuation path, information depth.

3. Auger electron spectroscopy
History, Auger de-excitation mechanism, experimental systems,

qualitative analysis (energy and shape of Auger peaks), quantitative

analysis (Auger emission intensity).

4. Energy loss spectroscopy
EELS - instrumentation, ionization and plasmon losses,

interband/intraband transitions, extended fine structure, adsorbate

induced losses

HREELS - instrumentation, electron scattering mechanism, examples of

experimental results.

5. Photoelectron Spectroscopy
History and common principles, photoionisation process, photoelectric

effect. XPS - instrumentation, qualitative and quantitative analysis,

initial and final state effects, angle resolved spectroscopy (ARXPS). UPS

• instrumentation, clean surfaces and adsorbates, band structure, angle

resolved spectroscopy (ARUPS). Synchrotron-radiation based methods -

SRPES, HAXPES, ARPES, RPES. IPE (Internal Photoemission Spectroscopy) -

principle, instrumentation, applications.

6. Supplement
(obsolete methods, state-of-the-art and modern versions of

classical methods) Appearance potential spectroscopy (APS), Elastic peak

electron spectroscopy (EPES), Two-photon photoemission spectroscopy

(2PPE), Ion neutralization spectroscopy (INS), Field emission electron

spectroscopy (FES), Near edge X-ray absorption fine structure (NEXAFS).

El. spectroscopies in microscopic metods: EDX and WDX in SEM, TEM, STEM;

LEEM (SPELEEM, IV char., energ. filter); STS in STM. Operando methods -

NAP-XPS, NAP-PES.

Czech

Last update: T_KEVF (15.05.2017)

1. Základní principy
Přehled metod, experimentální systémy (elektronová optika, zdroje záření, analyzátory, detektory), vakuové

podmínky (střední volná dráha, vliv povrch. adsorpce, ...), vzorky (typy, požadavky a metody přípravy), vliv

dopadajícího záření na složení a strukturu povrchu a metody jejich eliminace

2. Transport elektronu pevnou látkou
Elastické a neelastické interakce, interakční objem, útlumová vzdálenost, střední neelastická volná dráha,

hloubka informace

3. Spektroskopie Augerových elektronů
Historie, mechanismus, experimentální zařízení, kvalitativní analýza (energie a tvary Augerových píků),

kvantitativní analýza (intenzita emise Augerových elektronů)

4. Spektroskopie charakteristických ztrát
EELS - experimentální zařízení, ionizační a plazmonové ztráty, přechody uvnitř energetického pásu, rozšířená

jemná struktura, ztráty indukované adsorbáty

HREELS - experimentální zařízení, mechanismus elektronového rozptylu, experimentální výsledky

5. Fotoelektronové spektroskopie
Historie a společné principy, fotoionizační proces a fotoelektrický jev

XPS - experimentální zařízení, kvalitativní analýza, kvantitativní analýza, efekty konečného stavu, úhlově rozlišené

XPS (ARXPS)

UPS - experimentální zařízení, spektra čistých povrchů a adsorbátů, úhlově rozlišené UPS (ARUPS)

Synchrotronové metody - SRPES, HAXPES, ARPES, RPES

IPE (Internal Photoemission Spectroscopy) - princip, experimentální zařízení, aplikace

6. Přídavek
(starší metody, nejnovější metody a moderní podoby klasických metod)

Spektroskopie prahových potenciálů (appearance potential spectroscopy, APS), spektroskopie elasticky

odražených elektronů (elastic peak electron spectroscopy, EPES), dvoufotonová fotoelektronová spektroskopie

(2PPE), iontová neutralizační spectroskopie (ion neutralization spectroscopy, INS), autoemisní elektronová

spektroskopie (field emission electron spectroscopy, FES), near edge X-ray absorption fine structure (NEXAFS)

El. spektroskopie v mikroskopických metodách: EDX a WDX v SEM, TEM, STEM; LEEM (SPELEEM, IV char.,

energ. filtr); STS v STM

Operando metody - NAP-XPS, NAP-PES