Первый слайд презентации: Лекция 9
Методы анализа элементного состава материалов. Алексей Янилкин
Слайд 2: План лекции
Неразрушающие Инфракрасная спектроскопия Рамановская спектроскопия или спектроскопия комбинационного рассеяния Рентгеновская спектроскопия Разрушающие Вторичная ионная массспектрометрия Атомнозондования томография Вопросы Список литературы
Слайд 3: Инфракрасная спектроскопия
Инфракрасная спектроскопия (ИК-спектроскопия) – это раздел спектроскопии, занимающийся взаимодействием ИК излучения с веществом. Результатом ИК-спектроскопии является ИК-спектр – функция интенсивности пропущенного излучения от его частоты. Спектр содержит ряд полос поглощения, которые позволяют делать вывод о строение материалов. Во многих случаях спектры поглощения являются индивидуальными для фрагментов молекул.
Слайд 4: Принцип работы
Основана на явлении поглощения ИК-излучения с одновременным возбуждением колебаний молекул: Частота является характеристической химических групп.
Слайд 5: Число и виды колебаний
Число колебательных степеней свободы: для линейной молекулы – 3 n-5 для нелинейной молекулы – 3 n-6 Виды колебаний: валентные – с изменением длины связи деформационные – с изменением углов между связями валентные деформационные плоскостные внеплоскостные
Слайд 6: Частоты колебаний
Гармоническое приближение: Фундаментальные частоты, обертоны и составные частоты. Ангармонические поправки.
Слайд 7: Частоты колебаний
Выделяют три области ИК-спектров: Ближняя ИК-область: 14 000 — 4000 см –1. В основном определяется обертонами и составными частотами. Средняя ИК-область: 4000 — 400 см –1. Определяется фундаментальными частотами и колебательно-вращательной структурой. Дальняя ИК-область: 400 — 10 см –1. Определяется вращательной структурой.
Слайд 8: Примеры ИК-спектров: молекула воды
Слайд 9: Примеры ИК-спектров: молекула воды
Слайд 10: Fingerprint
Слайд 11: Рамановская спектроскопия
Рамановская спектроскопия – вид спектроскопии, в основе которой лежит способность исследуемых систем к неупругому ( рамановскому или комбинационному) рассеянию света.
Слайд 12: Принцип работы
Принцип работы заключается в регистрации излучения, после рамановского рассеяния. Для этого отделяют рэлевские упруго рассеянные лучи. Рамановский сдвиг:
Слайд 14: Рентгеновская спектроскопия
Рентгеноспектральный анализ – метод элементного анализа, основанный на изучение спектра рентгеновских лучей, прошедших сквозь образец или испущенных им. Спектроскопия поглощения рентгеновских лучей Энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
Слайд 15: Энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия
Возбуждение внутренних электронных оболочек рентгеновским излучением или электронных ударом. Использование в TEM и SEM. Разрешение до 1 нм.
Слайд 16: Вторичная ионная масс-спектрометрия (ВИМС- SIMS)
Послойное р аспыление мишени. Анализ состава распыленной мишени (вторичных ионов) с помощью масс-спектрометра. Первичные ионы – Ar +, Xe +, O-, O2+, O2-, ионизованные молекулы.
Слайд 17: ВИМС: примеры
Слайд 19: Атомно-зондовая томография
Слайд 22: Вопросы
Физические основы методов анализа элементного состава: Инфракрасная спектроскопия Рамановская спектроскопия Рентгеновской спектроскопии Вторичной ионной масс-спектрометрии Атомно-зондовой томографии