Techniklexikon

Elektronenspektroskopie zur chemischen Analyse

ESCA, Electron Spectroscopy for Chemical Analysis, eine Methode zur chemischen Analyse von Festkörperoberflächen. Gemessen wird die kinetische Energie von Rumpfniveau-Elektronen, die nach Photoemission den Festkörper verlassen haben. Die Anregung geschieht durch Bestrahlung der Oberfläche mit weicher Röntgenstrahlung (Energien um 1 keV). Die kinetische Energie der Photoelektronen entspricht der Differenz zwischen der Energie des einfallenden Lichtes und der Bindungsenergie des Elektrons. Sie ist elementspezifisch und ermöglicht damit die chemische Analyse der Oberfläche. In polaren Verbindungen erfolgt aufgrund des Ladungstransfers zwischen den Atomen eine Verschiebung der Energieniveaus und damit der Bindungsenergie der Elektronen. Dieser »chemical shift« kann mittels ESCA bestimmt und dazu benutzt werden, chemische Bindungen zu untersuchen. Der Begriff ESCA geht auf K.M. Siegbahn zurück, der für seine Arbeiten zur hochauflösenden Elektronenspektroskopie 1981 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurde. Obwohl ursprünglich zur Analyse von Festkörpern und Gasen entwickelt, gehört ESCA heute zu den wichtigsten Werkzeugen der Oberflächenanalyse, sie wird oft auch als XPS (X-Ray Photolelectron Spectroscopy) bezeichnet. (Elektronen-Energieanalysatoren)