ФОТОЭЛЕКТРО́ННАЯ СПЕКТРОСКОПИ́Я

ФОТОЭЛЕКТРО́ННАЯ СПЕКТРО­СКО­ПИ́Я, со­во­куп­ность ме­то­дов изу­че­ния строе­ния ве­ще­ст­ва, ос­но­ван­ных на из­ме­ре­нии энер­ге­тич. спек­тров элек­тро­нов, ис­пус­кае­мых в ре­зуль­та­те внеш­не­го фо­то­эф­фек­та. При по­гло­ще­нии кван­та из­лу­че­ния фи­зич. сис­те­мой его энер­гия мо­жет быть пе­ре­да­на элек­тро­ну (т. н. фо­то­элек­тро­ну), ко­то­рый при­об­ре­та­ет ки­не­тич. энер­гию, рав­ную раз­но­сти энер­гии по­гло­щён­но­го кван­та и ио­ни­за­ци­он­но­го по­тен­циа­ла сис­те­мы. Т. о., энер­ге­тич. спектр ис­пу­щен­ных элек­тро­нов от­ра­жа­ет энер­ге­тич. струк­ту­ру за­ня­тых уров­ней фи­зич. сис­те­мы. При взаи­мо­дей­ст­вии из­лу­че­ния с ато­мом или ио­ном энер­гия фо­то­элек­тро­на оп­ре­де­ля­ет­ся элек­трон­ной обо­лоч­кой, из ко­то­рой он был ис­пу­щен. При взаи­мо­дей­ст­вии из­лу­че­ния с мо­леку­ла­ми энер­ге­тич. спектр фо­то­элек­тро­нов оп­ре­де­ля­ет­ся так­же ко­ле­ба­тель­но-вра­ща­тель­ной струк­ту­рой мо­ле­кул. Взаи­мо­дей­ст­вие из­лу­че­ния с кри­стал­лом при­во­дит к ис­пус­ка­нию фо­то­элек­тро­нов, энер­ге­тич. спектр ко­то­рых от­ра­жа­ет зон­ную струк­ту­ру ве­ще­ст­ва.

Фо­то­элек­трон­ный спек­тро­метр вклю­ча­ет ми­шен­ный узел (в осн. при­ме­ня­ют­ся твёр­дые или га­зо­об­раз­ные ми­шени), ис­точ­ник мо­но­хро­ма­тич. из­лу­че­ния и элек­трон­ный спек­тро­метр. Для изу­че­ния верх­них энер­ге­тич. уров­ней, как пра­ви­ло, ис­поль­зу­ет­ся ва­ку­ум­ное УФ-из­лу­че­ние, ис­пус­кае­мое га­зо­раз­ряд­ны­ми лам­па­ми. Вы­би­ва­ние фо­то­элек­тро­нов из внутр. обо­ло­чек воз­мож­но при об­лу­че­нии ве­ще­ст­ва рент­ге­нов­ским из­лу­че­ни­ем. Об­ра­зо­ва­ние ва­кан­сий во внутр. обо­лоч­ках со­про­во­ж­да­ет­ся ис­пус­ка­ни­ем оже-элек­тро­нов (оже-эф­фект), ко­то­рые так­же ис­поль­зу­ют­ся для изу­че­ния элек­трон­ных обо­ло­чек (см. Оже-спек­тро­ско­пия).

Ф. с. как ра­бо­чая ме­то­ди­ка ста­ла воз­мож­ной по­сле по­яв­ле­ния элек­трон­ных спек­тро­мет­ров вы­со­ко­го раз­ре­ше­ния; пер­вые по­пыт­ки её реа­ли­за­ции сде­ла­ны в 1951. Опи­ра­ясь на дан­ные об энер­ги­ях свя­зи элек­тро­нов в разл. ве­ще­ст­вах, Ф. с. по­зво­ля­ет оп­ре­де­лять эле­мент­ный со­став ве­ще­ст­ва по фо­то­элек­трон­но­му спек­тру (элек­трон­ная спек­тро­ско­пия для хи­мич. ана­ли­за – ЭСХА). Т. к. глу­би­на вы­хо­да фо­то­элек­тро­нов очень ма­ла (де­сят­ки нм), ЭСХА яв­ля­ет­ся ин­ст­ру­мен­том изу­че­ния по­верх­но­сти твёр­до­го те­ла.