İnvers (ters) fotoelektron spektroskopisi (IPES), katı bir yüzeyin
elektronik durumlarının yapısını analiz etmek için kullanılan bir elektron
spektroskopisi metodudur.
IPES, yüzeylerin, ince filmlerin ve adsorbatların işgal
edilmemiş elektronik yapısını incelemek için kullanılan bir yüzey bilim
tekniğidir. Bir elektron demeti (<20 eV), numuneye yönlendirildiğinde elektronlar,
işgal edilmemiş elektronik durumlarla çiftleşir ve düşük geçişli boş durumlara
dönüşür. Dekay prosesinde gelen elektronlarının düşük enerjisinden dolayı
penetrasyon derinliği sadece birkaç atomik tabakadır; bu da ters fotemisyonun
özellikle yüzey hassas bir teknik haline gelmesine neden olur. Ters fotomisyon,
elektronik durumları sistemin Fermi seviyesinin üstünde saptadığından, fotoemisyon
spektroskopisi için tamamlayıcı bir tekniktir.
Ters fotoemisyon (Şekil a) işleminde, eU enerjisine sahip bir elektron
katı bir yüzeye düşer ve E1 = eU uyarılmış durumu işgal eder,daha
sonra işgal edilmemiş olan alttaki E2 durumuna geçer. Bu proseste
salınan enerji, fotonlar vasıtasıyla uzaklaştırılır.
ħ w = E1 -
E2.
İşgal edilmemiş durumların spektrumunu kaydetmek için iki yöntem vardır:
·
Brincil elektronların enerjisinin değişken olduğu
sabit enerjili fotonların verimi ölçülen bir değer olan izokromat
spektroskopisi (Şekil b);
·
Birincil elektronların enerjisinin sabit bir değere
sahip olduğu ve emitlenen fotonların spektrumu kaydedilen (Şekil c) Bremsstrahlen
spektroskopisi.
Bir katı cismin yüzey tabakasındaki işgal edilmemiş elektronik
durumların dağılım yasasını E(k) belirlemek için, ayarlanabilir bir foton dedektör
kullanarak olaylı elektronların ve fotonların demet yönünün değiştirilmesiyle
elde edilebilen, yeterince yüksek bir açısal çözünürlüğe ihtiyaç duyulur.
Şekil: (a) İnvers fotoemisyon prosesi, (b) izokromatik spektrum,
(c) deselerasyon radyasyon spektrumu, şematik
