9/1
9. Fotoelektron-spektroszkópia
9.1. ábra. Fotoelektron-spektroszkópiai módszerek
9.2. ábra. UP-spektrométer vázlata
9/2
9.3. ábra. N2-fotoelektron-spektrum
9.4. ábra. 2:1 mólarányú CO-CO2 gázelegy XP spektruma
9/3
9.5. ábra. Cu, Pd, és Cu0,6Pd0,4 ötvözet XP-színképe
9.6. ábra. Fe-felületen adszorbeált NO XP-színképe
10/1
10. Lézerek
L
Kicsatolt lézersugár
Üvegtest Tükörréteg
Kilépő tükör R~80-99% T~1-20%
Lézeranyag
Végtükör R=100% 10.1. ábra Optikai rezonátor
Max. erősítés
Erősítés Erősítési görbe Az átmenet félérték-szélessége Módus sávszélesség
Lehetséges rezonátormódusok
Veszteségek ν0
10.2. ábra. A lézersugár spektruma
ν
10/2
10.3. ábra. Ionkristálylézerek felépítése
állapotok
4
F
konfiguráció
(L=3, S=3/2)
9/2 7/2 5/2 3/2
3
4f
1064.3 nm 1064.8 nm
4
I
(L=6, S=3/2) vektorrmodell
spin-pálya csatolás
15/2 13/2 11/2 J=9/2 (alapállapot) kristálytérfelhasadás
10.4. ábra. Neodínium-YAG lézer energiaszint-diagramja
10/3 5
1
2p 5s 1
1
4 állapot
2 S0
5
3
4
10 állapot
10
1
4 állapot
2 S1
1
2p 4p
1
1
2p 4s
5
3.39 µm
4
632.8 nm 4
1.15 µm
5
4
1
2p 3p
1
10 állapot
10
5
1
2p 3s
”neon fény” 1
4 állapot 4
6
2p
1
1 S0
Ne
He
10.5. ábra Hélium – neon lézer energiaszint-digramja
2 2
4
1
KL3s 3p 4p
D5/2 488,0 nm
4
D5/2
514,5 nm 2
4
1
KL3s 3p 4s
2
P3/2 ≈ ~72 nm ≈
2
5
KL3s 3p
Argonion alapállapota ≈ ≈
2
6
KL3s 3p
+
-
Ar + e rekombináció Argonatom alapállapota
10.6. ábra. Argonlézer energiaszint-diagramja
10/4
diszperziós elem
- +
katód
500V, 60A
kilépő tükör R=98%, T=2%
anód
végtükör R=100% 10.7. ábra. Argonlézer felépítése
(a)
(b)
σu2p
E
πg2p σg2p πu2p σu2s σg2s
C
337 nm
B v=0
σu1s σg1s
X X
B
C
v=0
d
10.8. ábra Nitrogénlézer energiaszint-diagramjai (a) A molekulapályák betöltöttsége az X alapállapotban, valamint a B és C triplett állapotban (b) Az X, a B és a C állapotok potenciálgörbéi
10/5
+
Négyszögfeszültség 20 KV
Lézersugár tükör
Hullámhossz: 337 nm (ultraibolya). 10.9. ábra. Nitrogénlézer felépítése
Nitrogén
Energia (eV)
0.4
0.3
Széndioxid
v=1 001
0.2
9.6 µm 10.6 µm
100
020
Pumpálás
0.1 010
v=0 000
10.10. A széndioxidlézer energiaszint-diagramja
10/6
Tipikus lézersugár energia [W] 1.0
Oxazine 1
R6G Polyphenyl 1
Stilben C450
DEOTC-P
R101
Sodium fluorescein C490 C530
HITC-P
0.1
0.01
400
500
600
700
800
Hullámhossz [nm]
10.11. ábra. Festéklézer működési tartománya különböző festékekkel
Optikai rács
Teleszkóp
Pumpáló fény
Festékcella
N2 lézer
Kilépő tükör
10.12. ábra. Folyadékcellás festéklézer
900
10/7
pumpáló tükör R = 100%
vég tükör R = 100%
festéksugár (jet)
R = 85% T = 15%
kollimátor R = 100% hangoló ék stop
10.13. ábra. Oldatsugaras festéklézer
10.14. ábra. A lézersugár frekvenciájának változtatása
10/8
Evirt
Evirt
E2
E2
E1
E1
(a) Stokes
(b) anti-Stokes
10.15. ábra. A molekulák energiaváltozása Raman-szórásban
Minta
Folytonos lézer
Stop
Jelfeldolgozó elektronika Kétrácsos monokromátor Fotoelektronsokszorozó
10.16. ábra. A Raman spektrométer felépítése
10/9
10.17. ábra. Forgási Raman-színkép
IR-színkép
Raman-színkép
S-transz-krotonaldehid
10.18. ábra. Krotonaldehid rezgési színképei
10/10
Ionizációs kontinium
νa E2
E2 νa
Evirt
νa
Fluoreszcencia
Evirt νa
E1
νa E1
(a)
10.19. ábra. Kétfoton-abszorpció detektálási módszerei
10.20. ábra. Az 1,4-difluorbenzol két-foton spektruma
(a)
10/11
(a) TRANZIENS ABSZORPCIÓ MÉRÉSE
folytonos fényforrás (lámpa)
optikai rács
frekvencikettőző kristály
minta
Nd-YAG impulzuslézer
stop
oszcilloszkóp detektor trigger
erősítő
(b) FLUORESZCENCIA MÉRÉSE
minta
frekvencikettőző kristály Nd-YAG impulzuslézer
stop optikai rács
detektor
oszcilloszkóp
trigger
erősítő
10.21. ábra. Villanófény-fotolízis
10/12
10000 ps 10-20 ps
saroktükör próbasugár
DCM festéklézer
minta argonlézer fényosztó
dikroikus tükör R6G festéklézer
pumpasugár
detektor 10.22. ábra. Pumpa-próba kísérlet
Signal
1
NK(pol)
0.5
0 0
500
Time [ps]
1000
10.23. ábra. Níluskék tranziens abszorpciójának lecsengése
11/1
11.1. ábra. 57Fe-mag Mössbauer-abszorpciójának vizsgálata. Sugárforrás: 57Co izotóp
Tr.
Fe
5,0
CO
4,5
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2 0,3
-1
v mm s
11.2. ábra. Fe3(CO)12-Mössbauer-színképe
12/1
13 12 11 10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
-1
-2
13 12 11 10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
-1
-2
Fém-CH3 Si(CH3)4 terc
C-H C-H ≡ -CO-CH3 Ar-CH3 C-CH2-C C-CH2-O-Ar C-CH2-N C-CH2-COC-CH2-OAr-CH2-C Ar-CH2-N Ar-CH2-O=CHArH -CO-NH-C -COOH R-CHO R-OH
12.1. 1H Kémiai eltolódások 200
150
100
50
0
200
150
100
50
0
Si(CH3)4 -CH2X CH3-C CH3-N C-C -CH2-O-CH2-N CH3-OCH-N C-N CH-OC-O-
-C ≡
C= CAr
-C ≡ N -COOR -COOH R-CHO -CO-
12.2. 13C Kémiai eltolódások
12/2
12.3. ábra. Etil-benzol 1H NMR színképe
12.4. ábra. Az 1,3-butándiol normál ill. off-resonance technikával készült 13C NMR színképe
12/3
12.5. ábra. Az NMR-spektrométer felépítése X(t) a
tr
tp
t0
t
X()ν b
ν
1/tp 1/tr ν00=1/t0
12.6. ábra. FT-NMR berendezés gerjesztő impulzussorozata és az impulzussorozat Fourier-transzformáltja
12/4
12.7. ábra. A) Az etil-benzol deuteroacetonos oldatáról felvett FID görbe, B) a Fourier-transzformációval kapott 13C-NMR-spektrum
13/1
13.1. ábra. Az ESR-készülék felépítése
14/1
14.1. ábra. Egyszeres fókuszálású tömegspektrométer
14.2. ábra. Kettős fókuszálású tömegspektrométer
14/2
14.3. ábra. Kvadrupol tömegspektrométer
14.4. ábra. Kvadrupol tömegspektrométer elektródjainak feszültsége az idő függvényében
14.5. ábra. Repülési idő tömegspektrométer
14/3
14.7. ábra. n-bután tömegspektruma 14.6. Tiofén tömegspektruma
14.8. ábra. Ionizációs hatásfok görbe
15/1
15.1. ábra. Az n-ik atom pozíciója az elemi cellában
detektorfelület
ω
nagy energiájú elektronok
χ-kőr χ
monokromátor φ
cél tárgy (Cu)
fókuszált röntgensugár
ω
θ
15.2. ábra. Számítógéppel vezérelt röntgen diffraktométer
15.3. ábra. Röntgensugár visszaverődése két egymás alatti rácssíkról
15/2
15.4.ábra. Különböző (hkl) Miller-indexű rácssíkok
15/3
15.5. ábra
15.6. ábra. Ni-Ftalocianid elektronsűrűség térképe
