Спектроскопия высокого разрешения характеристических потерь энергии электронами

Поскольку потери на возбуждение атомов поверхности и адсорбата составляют обычно доли электрон-вольта, то соответствующие им пики отстоят очень близко от упругого пика, и для их наблюдения необходимо очень высокое разрешение по энергии. Для достижения этой цели используют монохроматоры при формировании первичного пучка электронов и анализаторы с высоким разрешением по энергиям для регистрации спектров рассеянных от образца электронов.

СХПЭЭ-ВР проявила себя как мощный метод исследования адсорбции атомов и, особенно, молекул на поверхности твёрдых тел. Она позволяет идентифицировать тип адсорбата и даёт информацию о геометрии его химических связей. Рассмотрение обычно основывается на сравнении колебательных мод, измеренных с помощью СХПЭЭ-ВР, с известными колебательными спектрами молекул, измеренными в газовой фазе с помощью ИК-спектроскопии или рамановской спектроскопии.

При помощи СХПЭЭ-ВР обычно решают следующие задачи.

1. Идентификация типа адсорбата. Поскольку каждая молекула характеризуется набором определённых колебательных мод, на основе спектров ХПЭЭ-ВР можно идентифицировать тип адсорбата. На примере, приведённом на рис., демонстрируется возможность различить адсорбцию кислорода в виде атомов O и молекул O₂.
2. Идентификация мест адсорбции. Об этом можно судить на основе колебательных мод, соответствующих определённой связи между атомами адсорбата и подложки. Например, в случае адсорбции органической молекулы на поверхности GaAs появление колебательных мод, соответствующих связи As-H, указывает на то, что именно атомы As являются местами адсорбции.
3. Определение ориентации адсорбированных молекул в пространстве. Использование различных геометрий рассеяния позволяет, в частности, определить, ориентированы ли определённые химические связи параллельно или же перпендикулярно поверхности.