Spettroscopia fotoelettronica a raggi X molli per la caratterizzazione di materiali. Costruzione, montaggio e commissioning di un nuovo apparato per spettroscopia di fotoemissione

X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) is a technique employed in surface and interface analysis. The opportunity it offers to gain information both qualitative and quantitative on the surface examined, also as a function of the depth, and to evaluate the oxidation state of the elements composing the surface is what makes this technique, along with its non-destructiveness, so attractive and useful for studying new materials. The XPS spectrometer located in the Electronic Spectroscopy and Nanostructures Laboratory (FSNTECFIS- MNF) of the C.R. ENEA in Frascati was recently upgraded by replacing the analysis chamber and the energy analyzer. The new analyzer allowed to considerably reduce the acquisition time and to improve the spectral resolution of the measurements. Below, the technique will be briefly discussed and the instrumentation will be described in detail. Also, some spectra resulting from the analysis on samples of interest for applications in the energetic field will be shown.

La spettroscopia fotoelettronica a raggi X (XPS, X-ray Photoelectron Spectroscopy) è una tecnica impiegata per l'indagine di superfici e interfacce. La possibilità di ottenere informazioni circa la composizione elementare superficiale di un campione, anche in funzione della profondità, l’opportunità di valutare i rapporti quantitativi tra gli elementi presenti e lo stato di ossidazione dell'elemento considerato, nonché la non distruttività rendono questa tecnica particolarmente utile ed attraente per l’indagine di nuovi materiali. Lo spettrometro XPS operativo presso il Laboratorio di Spettroscopia Elettronica e Nanostrutture (FSN-TECFIS-MNF) del C.R. ENEA di Frascati è stato recentemente potenziato grazie alla sostituzione della camera di analisi e dell’analizzatore delle energie. Il nuovo analizzatore ha permesso di ridurre considerevolmente i tempi di acquisizione e di migliorare la risoluzione spettrale delle misure. Di seguito verrà brevemente discussa la tecnica e dettagliatamente descritto lo strumento. Verranno anche presentati alcuni spettri acquisiti per l’analisi di campioni di interesse per applicazioni nel settore energetico.