X-ışını fotoelektron spektroskopi (XPS; ESCA),
Fotoelektronların X-ışınları tarafından uyarılarak derin (çekirdek) elektron
seviyelerinin saptadığı bir fotoelektron spektroskopi türüdür.
XPS için laboratuvar kaynakları, bir hedefin yüksek enerjili
elektronlarla bombardıman edilmesiyle X-ışınlarının üretildiği X-ışını
tüpleridir. Genel hedef malzemeler Mg (foton enerjisi 1253.6 eV) ve Al (foton
enerjisi 1253.6 eV)’dur. İyonlaşma eşiğine yakın bir foton enerjisinde
fotomisyon olasılığı maksimum olduğundan ve foton enerjisi elektron-bağlama
enerjisini büyük ölçüde aştığında hızla düştüğündener, XPS derin çekirdek
seviyelerini incelemek için uygun bir yöntemdir. XPS spektrumlarında çekirdek
seviyeleri kendilerini keskin pikler olarak gösterir. Piklerin enerji konumu, numunede hangi
kimyasal elementlerin bulunduğu, kimyasal çevreleri (kimyasal kaymalar), kimyasal
bağlar oluştuğunda piklerin konumunun değişen değeri (1-10 eV arasında) ile
ilgili bilgiler verir. Bir pikin şiddeti, numunedeki belirli bir elementin
konsantrasyonu hakkında bilgi verir, bu nedenle XPS çoğu zaman numunelerin
kimyasal bileşimini analiz etmek için kullanılır.
Bu metodun
alternatif bir adı ‘kimyasal analiz için elektron spektroskopisi’ (ESCA),
yöntemin kurucusuna (KM Siegbahn) 1981 Nobel Fizik Ödülünü kazandırmıştır.
Şekil: (a) XPS’de,
yakın-yüzey bölgede "çekirdek" elektronları uyarmak için yüksek enerjili
X-ışını fotonlar kullanılır, (b) XPS'de kullanılan, temel, tipik bir PES
aletinin diyagramı (radyasyon kaynağı bir X-ışını kaynağıdır)
