XPS - Espectroscopía de fotoelectrones

Laboratorio Nacional LIDTRA

La Espectroscopía de Fotoemisión de Rayos X (XPS) es una técnica analítica que permite identificar la composición química y/o los estados de oxidación de la superficie de materiales sólidos), incluyendo compuestos inorgánicos, semiconductores, cerámicos, aleaciones metálicas y biomateriales, entre otros. Mediante la emisión de electrones inducida por rayos X, XPS proporciona información cuantitativa de la composición química y estructural (espesor) de los primeros 10 nm de la superficie.
Las propiedades de superficie de un material, al igual que su interacción con el entorno, pueden verse influenciadas por su composición química superficial. El análisis de la composición química superficial facilita la comprensión de estas interacciones, así como el control y optimización de las propiedades del material.
Sus aplicaciones incluyen el análisis de recubrimientos, estudios de corrosión y oxidación, evaluación de contaminación superficial y caracterización de películas delgadas. En nuestro laboratorio, contamos con un espectrómetro Alpha 110 de ThermoFisher, equipado con fuentes de rayos X duales y monocromática, permitiendo análisis de alta resolución con compensación de carga y perfiles de profundidad.

Servicios

Espectroscopía de Fotoelectrones por rayos X en materiales con compatibilidad en ultra-alto vacío (UHV): Polvos, películas delgadas, polímeros, cerámicos, etc. Incluye ajustes de los datos por pico.

Identificación elemental de la superficie del material, exceptuando hidrógeno (H) y helio (He), mediante el programa Avantage®.
Adquisición de espectros de alta resolución de los orbitales principales de los elementos solicitados.
Se realiza el ajuste de picos de los espectros de fotoemisión obtenidos utilizando el programa Avantage®.

Espectroscopía de Fotoelectrones por rayos X en materiales con compatibilidad en ultra-alto vacío (UHV): Polvos, películas delgadas, polímeros, cerámicos, metales, etc. Incluye el ajuste de los datos por pico y análisis de composición

Identificación elemental de la superficie del material, exceptuando hidrógeno (H) y helio (He), mediante el programa Avantage®.
Adquisición de espectros de alta resolución de los orbitales principales de los elementos solicitados.
Se realiza un análisis cualitativo de la composición química de la superficie mediante el programa Avantage®.
- Se lleva a cabo el ajuste de picos de los espectros de fotoemisión.
- Se calculan los porcentajes atómicos de los elementos detectados.

Espectroscopia de Fotoelectrones por rayos-X con resolución angular (ARXPS) en películas conformes y superficies planas con compatibilidad en ultra-alto vacío (UHV), incluye el análisis de ajustes de picos de los espectros de fotoemisión.

Identificación elemental de la superficie del material, exceptuando hidrógeno (H) y helio (He), mediante el programa Avantage®.
Adquisición de espectros de alta resolución de los orbitales principales de los elementos solicitados.
Las mediciones de ARXPS permiten obtener información a diferentes profundidades (hasta los primeros 8-10 nm de la superficie), sin modificar ni dañar la muestra. Se miden 6 ángulos desde 35° hasta 85°.
Se realizan mediciones de ARXPS y se utiliza el software Avantage® para el ajuste de picos de los espectros de fotoemisión.

Espectroscopia de Fotoelectrones por rayos-X con resolución angular (ARXPS) en películas conformes y superficies planas con compatibilidad en ultra-alto vacío (UHV), incluye ajustes por picos y análisis en función de la profundidad (máximo 8-10 nm).

Identificación elemental de la superficie del material, exceptuando hidrógeno (H) y helio (He), mediante el programa Avantage®.
Adquisición de espectros de alta resolución de los orbitales principales de los elementos solicitados.
Se realizan mediciones de ARXPS para determinar cuantitativamente la composición química a distintas profundidades. Se miden 6 ángulos desde 35° hasta 85°.
Se realiza un análisis cualitativo de la composición química de la superficie mediante el programa Avantage®.
- Se lleva a cabo el ajuste de picos de los espectros de fotoemisión.
Se calculan los porcentajes atómicos de los elementos detectados.
Se determina el espesor de las capas sin afectar la muestra.
Análisis del perfil de profundidad (hasta los primeros 8-10 nm de la superficie).

El Laboratorio de Procesamiento y Caracterización de Nanopelículas (LPCN) cuenta con equipos avanzados para el análisis de superficies y materiales mediante espectroscopía de fotoemisión de rayos X (XPS). Nuestro laboratorio está equipado con un equipo de XPS ensamblado por Intercovamex el cual cuenta con un espectrómetro modelo Alpha 110 de ThermoFisher Scientific, que permite realizar estudios detallados de la composición química y los estados de oxidación de diversos materiales.

Beneficios

Calidad Cinvestav

Norma ISO 9001

Requisitos

Incluir los riesgos de las muestras.
El solicitante proporcionará los crisoles de medición.
Cantidad de muestra: El tamaño promedio de muestra a entregar es un mínimo de 10 g de muestra homogénea en vial o bolsa plástica bien cerrada. Muestras en polvo: el molido debe ser fino. Muestras en bulto: disco de 4mm, espesor máximo 1 mm, o rebabas con una base plana.
Intervalos de operación del equipo DSC: -70°C a 700°C. Tasas de calentamiento: 10°C/min (normal), 5°C/min (lenta), 20°C/min (rápida).
Una evaluación de riesgos desfavorable para el equipo o personal, puede cancelar su solicitud. 6. Entregue las muestras en recipientes cerrados y etiquetados claramente, todas ellas contenidas en una bolsa plástica transparente rotulada con su nombre y nombre del Investigador Cinvestav responsable.

Equipos

Las principales características de equipo de XPS incluyen:

Fuente monocromática de rayos X Al Kα1 (energía de fotón de 1486.7 eV) - Modelo XR5 de Thermo Fisher Scientific®.
Fuente dual de rayos X (Al Kα y Mg Kα) - Modelo XR4 de Thermo Fisher Scientific®.
Espectrómetro hemisférico con un multiplicador de electrones de 7 canales - Modelo Alpha110 de Thermo Fisher Scientific®.
Cañón de electrones con argón (flood gun), con capacidad para análisis en condiciones de carga compensada, utilizado para el análisis de materiales no conductores.
Haz de electrones para caracterización por Espectroscopía de Pérdida de Energía de los electrones por reflexión (REELS), con una resolución < 0.5 eV para una energía de los electrones incidentes de 1500 eV.
Condiciones de operación en ultra-alto vacío, con presiones de hasta 10⁻¹⁰ Torr.
Identificación elemental mediante la adquisición de espectro tipo survey lo cual identifica de forma general los elementos que componen la muestra.
Análisis detallado de espectros de alta resolución para la identificación del ambiente o composición químicos de los compuestos de la muestra.
Adquisición de espectros con resolución angular que permite el análisis de perfil de profundidad (hasta los primeros 8-10 nm de la superficie).