Большая Советская энциклопедия
метод изучения строения вещества, основанный на измерении энергетических спектров электронов, вылетающих при фотоэлектронной эмиссии. Согласно закону Эйнштейна, сумма энергии связи вылетающего электрона (работы выхода (См. Работа выхода))и его кинетическая энергии равна энергии падающего фотона hν (h –Планка постоянная, ν – частота падающего излучения). По спектру электронов можно определить энергии связи электронов и их уровни энергии в исследуемом веществе.
В Ф. с. применяются монохроматическое рентгеновское или ультрафиолетовое излучения с энергией фотонов от десятков тысяч до десятков эв (что соответствует длинам волн излучения от десятых долей Å до сотен Å). Спектр фотоэлектронов исследуют при помощи электронных спектрометров высокого разрешения (достигнуто разрешение до десятых долей эв в рентгеновской области и до сотых долей эв в ультрафиолетовой области).
Метод Ф. с. применим к веществу в газообразном, жидком и твёрдом состояниях и позволяет исследовать как внешние, так и внутренние электронные оболочки атомов и молекул, уровни энергии электронов в твёрдом теле (в частности, распределение электронов в зоне проводимости). Для молекул энергии связи электронов во внутренних оболочках образующих их атомов зависят от типа химической связи (химические сдвиги), поэтому Ф. с. успешно применяется в аналитической химии для определения состава вещества и в физической химии для исследования химической связи. В химии метод Ф. с. известен под название ЭСХА – электронная спектроскопия для химического анализа (ESCA – electronic spectroscopy for chemical analysis).
Лит.: Вилесов Ф. И., Курбатов Б. Л., Теренин А. Н., «Докл. АН СССР», 1961, т. 138, с. 1329–32; Электронная спектроскопия, пер. с англ., М., 1971.
М. А. Ельяшевич.
Большой англо-русский и русско-английский словарь
photoelectron spectroscopy
Физическая энциклопедия
- ФОТОЭЛЕКТРОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ
-
совокупность методов изучения строения в-ва, основанный на измерении энергетич. спектров эл-нов, вылетающих при фотоэлектронной эмиссии. Согласно закону Эйнштейна, сумма энергии связи вылетающего эл-на (работы выхода) и его кинетич. энергии равна энергии падающего фотона?=hn (n — частота падающего излучения). Измеряя энергетич. спектр эл-нов, можно определить энергии их связи и уровни энергии в исследуемом в-ве.
В Ф. с. применяются монохроматич. рентгеновское или УФ излучение с энергией фотонов?=104—10 эВ, т. е. с длиной волны излучения =10-2— 10 нм. Спектр фотоэлектронов исследуют при помощи электронных спектрометров высокого разрешения (достигнуто разрешение =10-1 эВ в рентг. области и =10-2 эВ — в УФ области).
Метод Ф. с. применим к в-ву в газообразном, жидком и тв. состояниях и позволяет исследовать как внеш., так и внутр. электронные оболочки атомов и молекул, уровни энергии эл-нов в тв. теле (в частности, распределение эл-нов в зоне проводимости). Для молекул энергии связи эл-нов на внутр. оболочках атомов зависят от типа хим. связи (хим. сдвиги), поэтому Ф. с. успешно применяется в аналитич. химии для определения состава в-ва и в физ. химии для исследования хим. связи. В химии метод Ф. с. известен под назв. ЭСХА — электронная спектроскопия для химич. анализа (ESCA — electronic spectroscopy for chemical analysis).
Физическая энциклопедия
- ФОТОЭЛЕКТРОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ
- совокупность методов изучения строения вещества, основанных на измерении энергетич. спектров электронов, вылетающих при фотоэлектронной эмиссии; один из видов электронной спектроскопии. Согласно закону Эйнштейна, сумма энергии связи вылетающего электрона (работы выхода) и его кинетич. энергии равна энергии падающего фотона E=hv (v - частота падающего излучения). Измеряя энергетич. спектр электронов, можно определить энергии их связи и уровни энергии в исследуемом веществе.
В Ф. с. применяется монохроматич. излучение от видимого красного до рентгеновского диапазона длин волн. Спектр фотоэлектронов исследуют при помощи электронных спектрометров высокого разрешения (достигнуто разрешение ~ 10-2 эВ - в УФ области).
Метод Ф. с. применим к веществу в газообразном, жидком и твердом состояниях и позволяет исследовать как внеш., так и внутр. электронные оболочки атомов и молекул, уровни энергии электронов в твердом теле (в частности, распределение электронов в зоне проводимости). Для молекул энергии связи электронов на внутр. оболочках атомов зависят от типа хим. связи (хим. сдвиги), поэтому Ф. с. успешно применяется в аналитич. химии для определения состава вещества и в физ. химии для исследования хим. связи. В химии метод Ф. с. известен под назв. ЭСХА - электронная спектроскопия для хим. анализа (ESCA - electronic spectroscopy for chemical analysis).
Лит.: Электронная спектроскопия, пер. с англ., М., 1971.
М. А. Ельяшевич.
Химическая энциклопедия
(ФЭС), метод изучения электронного строения в-ва, основанный на явлении фотоэффекта с использованием УФ излучения. При поглощении фотона атомом среды испускается электрон (фотоэлектрон), причем энергия фотона hn (n - частота излучения, h - постоянная Планка) за вычетом энергии связи Е СВ электрона передается фотоэлектрону и м. б. измерена как его кине-тич. энергия E кин:
E св = hn - E кин.
Ф. с. и рентгеноэлектронную спектроскопию иногда объединяют общим названием "электронная спектроскопия". Разделение между двумя методами условно: при 
эВ говорят о Ф. с., при больших hn - о рентгеноэлектронной спектроскопии.
В Ф. с. используют монохроматич. излучение He(I) или Не(П), энергия фотона соотв. 21,2 и 40,8 эВ; реже применяют резонансные линии излучения др. инертных газов и монохро-матизир. синхротронное излучение. Энергетич. спектры фотоэлектронов измеряют в фотоэлектронных спектрометрах, осн. элементы к-рых - источник излучения, электростатич. анализатор энергии электронов E кин и детектор электронов для измерения интенсивности полос фотоэлектронного спектра, к-рая пропорциональна содержанию соответствующего элемента в образце. Разрешающая способность (ширина полос) составляет от 10 до 80 мэВ, точность определения E кин достигает 10-25 мэВ.
Ф. с. позволяет изучать электронные и колебат. уровни энергии молекул, потенциалы ионизации (как вертикальные, так и адиабатические), поверхностные эффекты и др. характеристики. Колебат. структура фотоэлектронных спектров хорошо проявляется у сравнительно простых двухатомных молекул, к-рые м. б. представлены моделью двух взаимодействующих точечных масс 
Если фотоэлектрон удаляется со связывающей мол. орбитали, величина Кменьше, а если с разрыхляющей орбитали -больше, чем значение, к-рое входит в аналогичное соотношение для неионизир. молекулы, следовательно, Ф. с. позволяет установить характер мол. орбиталей, если сравнить фотоэлектронную частоту 
с частотой колебаний 
для неионизированной (свободной) молекулы.
Значения 
и 
связаны с адиабатич. ( а) и вертикальным (b) потенциалами ионизации соотношением:
Разница величин (b - Ia) м. б. использована в случае несложных 3- или 4-атомных молекул для расчета изменений межатомного расстояния 
и валентного угла 
, обусловленных фотоионизацией:
(
и r указаны в 
, M - в атомных единицах массы,
-в 1000 см -1).
Измерения энергий связи валентных электронов молекул в газовой фазе позволяет проверить точность теоретич. расчетов, установить закономерности электронного строения молекул в изоэлектронных, изовалентных и т. п. рядах, выявить влияние заместителей, установить их донорно-акцепторные св-ва. Фотоэлектронные спектры известны примерно для 10000 своб. молекул.
Для твердых тел Ф. с. позволяет определить положение уровня Ферми и распределение электронной плотности. При изучении адсорбции м. б. установлены: характер присоединения молекулы к пов-сти (физ. адсорбция или хемосорбция), природа взаимод. молекулы с пов-стью, роль в этом взаимод. разл. мол. орбиталей. Важная характеристика - угловая зависимость фотоэлектронного спектра, т. е. изменение интенсивности полосы при изменении угла 
между направлением фотонов и нормалью к пов-сти, а также угла 
между нормалью к пов-сти и направлением вылета фотоэлектронов. Установлено, напр., что молекула СО присоединяется по граням (111) кристаллов Pt и Pd таким образом, что ось СО располагается вертикально, а при адсорбции по грани Pt (110) ось СО отклонена от нормали к пов-сти на угол 26°.
Относит. интенсивности полос фотоэлектронных спектров позволяют качественно судить о составе атомных орбиталей, линейная комбинация к-рых образует данную мол. орбиталь (см. ЛКАО-приближение). Интенсивность полосы I мо, связанной с нек-рой мол. орбиталью, определяется интенсивностя-ми полос 
, связанных с атомными орбиталями 
и заселенностями этих орбиталей 
(по Малликену):
Интенсивности 
зависят от энергии фотона hn, поэтому по изменению I мо можно качественно судить об участии разл.
Al в образовании данной мол. орбитали. Напр., для 3d-орби-тали Ni интенсивность полосы 
возрастает более чем в 10 раз при переходе от излучения He(I) к излучению Не(П), поэтому рост интенсивности полосы для изучаемого электронного уровня молекулы указывает на значит, вклад 3d-op-биталей в волновую ф-цию данного состояния.
Лит.: Нефедов В. И., В о в н а В. И., Электронная структура химических соединений, M., 1987; их же, Электронная структура органических и элементоорганических соединений, M., 1989; Вовна В. И., Электронная структура органических соединений по данным фотоэлектронной спектроскопии, M., 1991. В. И. Нефедов.
Энциклопедический словарь нанотехнологий
- Термин
- фотоэлектронная спектроскопия
Русско-английский политехнический словарь
photoelectron spectroscopy