过去的半个世纪的结果从广泛使用光谱工具错了吗?

x射线光电子能谱(XPS)是一种最广泛使用的技术来检测和识别分子表面,和它的使用近年来大幅增加。然而,用于校准的标准技术XPS在半导体或绝缘表面比没用,说两个spectrocopists,结果无数怀疑结果已经进入了文学。¹

XPS是基于光电效应:爱因斯坦在1905年的诺贝尔奖获得者的发现解释了为什么频率、强度,确定是否光可以解放电子材料。这证实光由广达电脑——现在被称为光子。当一个光子释放一个电子,电子与光子能量小于这一事件出来。不同的是提取所需的势能电子,或结合能。XPS的作品轰击表面x射线和使用的能量发射电子的结合能来推断材料的电子。这些构成材料的光谱指纹。Kai年代我egbahn分享了1981年诺贝尔物理学奖的技术发展。

[有]没有方法比错误的方法

Grzegorz Greczynski,林雪平大学

问题是,当电子从一个表面可以解放正电荷积累,因此持有剩余的电子更严格。这是很容易避免在一个导电的样品通过连接地球表面,所以它恢复失去的电子和保持中立。然而,对于不导电样品,这是无效的。“你山峰正不断地在屏幕上测量,“光谱学家解释说Grzegorz Gre考试czynski瑞典林雪平大学的。“这使XPS生活非常困难。”

肮脏的解决方案

西格巴恩的建议,污垢不可避免地积累在样本谱仪提供了方便的解决方案。他推断,这将是与样品电平衡,所以光谱可以被测量通过分配电子的1 s轨道的外源碳固定的结合能285电动汽车和其他测量峰值相对于它,就像四甲基硅烷在核磁共振光谱峰值作为参考。

甚至一些西格巴恩的学生们不相信。“你真的不知道你在引用,“Greczynski说。它来自空气中的污染,这取决于你在哪里存储您的示例中,可以看到不同取决于你什么样的表面暴露于大气中。”然而,XPS一直使用至今,说Greczynski和合作者佬司Hultman,已经部分负责大型传播结合能报道许多重要材料。在过去的20年里,利用XPS数据的论文数量已经超过十倍。化学家们意识到这一技术将是非常有用的所以他们使用它很多,“Greczynski说。“我想人们认为这是相对容易的。

Greczynski说,具有讽刺意味的是,利用XPS的论文数量已经上升,它已成为一个规范的分析工具,真正的专家的数量已经下降。当前国际标准表明碳1 s参考应小心使用。“这甚至是什么意思?“Greczynski问道。没有经验的研究人员有时甚至使用它进行样品。他们有一个完美的方法,但他们看到在其他论文人引用碳1 s所以他们认为他们应该做的!在2017年的一篇论文,Greczynski和Hultman证明该协议可能会导致物理上不可能的结果。²

此外,研究人员说,科学家常常解释光谱怀疑不足。当真正的专家在XPS测量材料有广泛报道传播的结合能,他们不会得出明确的结论,”他解释说。但许多人这些天得到一个号码,查找表和说“这可能是三个不同的东西”,所以他们挑出一个相匹配的理论他们在他们的头开始写论文。“这个问题只会变得更严重随着材料科学的进步,研究人员说,开发新材料,例如,经常在多个化学状态包含相同的元素。误解的风险数据系统复杂性的递增函数,”他们写道。

时间改变

Greczynski Hultman主张完全放弃“碳1 s引用和承认,目前,没有满意的校准方法结合能在导电样品。[有]没有方法是比错误的方法,“Greczynski说。“我相信这个问题可以解决,但99%的社会相信我们有一个很好的方法没有朝这个方向努力。”

唐纳德•贝尔美国太平洋西北国家实验室的同意,”一个绝对参考标准的碳1 s峰值附着碳可能是不正确的在大多数情况下,因此它没有价值。尽管如此,它仍然是有用的在很多方面。塞德里克·鲍威尔美国马里兰州国家标准与技术研究所的同意,与作者的以前的工作,提出了一个重要的问题需要解决的XPS社区”。

鲍威尔,贝尔和其他主要材料科学家们最近发表公开信表示关注,材料分析技术已经成为常态,专业知识在数据解释有所下降。³“并非XPS独有的问题,”贝尔说。有许多挑战,大量的其他材料文献中的数据。