The problem of bulk and surface hydrogen detection and quantification is important for many technological applications. Surface hydrogen has recently been detected using a method based on the effect of quasi-elastic scattering of particles, e.g. electrons, like elastic peak electron spectroscopy (EPES). The quasi-elastic scattering called a recoil effect is based on the phenomenon that the difference in atomic number, Z, of sample constituents causes a recoil energy loss and energy broadening. Then, the recorded elastic peak is split into components of different recoil energy shift and broadening. Present work demonstrates a simple method for detecting surface hydrogen and evaluating its atomic content by EPES, as well as the information depth of the analysis in selected samples of nanocrystalline diamond (NCD) and polypyrrole (PPY). The calculations apply a large angle electron single scattering model remaining in agreement with an electron multiple scattering model.
PL
Rozwiązanie problemu detekcji oraz wyznaczania ilościowego wodoru powierzchniowego jest ważne w technologicznych zastosowaniach. Powierzchniowy wodór może zostać wykryty oraz oszacowany z wykorzystaniem zjawiska quasi-elastycznego rozpraszania cząsteczek, np. elektronów, mierzonego za pomocą spektroskopii piku elastycznego (ang. elastic peak electron spectroscopy - EPES). W zjawisku quasi-elastycznego rozpraszania, elektron rozproszony na atomach o różnych liczbach atomowych, Z, które stanowią składowe badanego układu, traci energię kinetyczną oraz jego widmo ulega poszerzeniu energetycznemu. Dla próbek wieloskładnikowych, zjawisko to mierzone jest jako kilka przesuniętych w kierunku niższych energii kinetycznych pików elastycznych o różnych wartościach poszerzenia energetycznego. W pracy prezentowana jest prosta metoda detekcji oraz ilościowego oszacowania składu atomowego powierzchniowego wodoru, jak również wartości średniej głębokości informacji analizy za pomocą metody EPES. Badaniom poddane są wybrane próbki nanokrystalicznego diamentu (ang. nanocrystalline diamond - NCD) oraz polipirolu (ang. polypyrrole - PPY). Obliczenia stosujące model pojedynczego elastycznego zderzenia pozostają zgodne z wynikami obliczeń stosujących model wielokrotnych zderzeń elastycznych elektronu.
The alkali oxide silicate glasses, such as potassium silicate, sodium-potassium silicate and sodium-potassium-aluminium silicate are technologically interesting due to many possible industrial applications. In the present work, the effect of electron irradiation of various doses on the chemical state of potassium ion in silicate glasses is investigated. The method involves X-ray photoelectron (XPS) spectroscopy aided with the K 2p spectra line shape analysis by the comparative statistical algorithm of the pattern recognition (PR) method called the fuzzy k-nearest neighbor (kNN) rule. The decomposition of silicate oxide glasses, migration and changes of the chemical state of potassium alkali ion at the surface of four silicate glasses (K glass, Na-K-Al glass, Na10K5 glass and Na5K10 glass) exposed to electron dose up to about 20 000 cm⁻² are discussed.
PL
Alkaliczne szkła krzemionkowe, takie jak potasowe, sodowo-potasowo oraz sodowo-potasowo-aluminiowa są interesujące technologicznie ze względu na wiele możliwych zastosowań przemysłowych. W pracy badany jest wpływ wiązki elektronowej o zróżnicowanych wartościach dawek na stan chemiczny jonu potasu, znajdujących się w szkłach krzemionkowych. Kształt widm K 2p rejestrowanych metodą spektroskopii fotoelektronów XPS analizowany jest za pomocą porównawczego algorytmu statystycznego metody rozpoznawania obrazów (ang. pattern recognition - PR), zwanego rozmytą reguła k-najbliższych sąsiadów (ang. fuzzy k-nearest neighbors rule - fkNN). Dyskutowane są procesy zachodzące na powierzchni szkieł krzemionkowych, K-, Na-K-AI.-, Na10K5- oraz Na5K10-, takie jak degradacja, migracja oraz zmiany stanu chemicznego jonu potasu po oddziaływaniu z wiązką elektronową o dawce do wartości około 20 000 cm⁻².
Samples of Naarmann polyacetylene, denoted as N-(CH)x, (unstrethed) and polyacetylene doped with Pd have been investigated, being characterized by: (1) conductivity using the four-point ethod, (ii) bulk concentration of Pd using the atomic absorption method, (iii) bulk density using helium pycnometry, (iv) surface coposition by X-ray photoelectron spectroscopy and (v) electron transport parameter, such as the inelastic mean free path, using elasti peak electron spetroscopy. For evaluating the inelastic mean free path, a Ni standard has been applied, using three spectrometers in the electron energy range 200-5000 eV. The experimental values of the inelastic mean free path have been compared with that obtained earlier by Tanuma et al. For Shirakawa polyacetylene and with that resulting from the TPP-2M predictive equation and the G1 predictive formula of Gries. The scatter between the experimental and theoretical inelastic mean free path values has been discussed. The experimental inelastic mean free path values depend on the density of the polymers and the surface composition, associated with the contamination fro the reaction synthesis.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.