9.2. ábra. UP-spektrométer vázlata 9.1. ábra. Fotoelektron-spektroszkópiai módszerek 9. Fotoelektron-spektroszkópia 9/1

9. Fotoelektron-spektroszkópia

9.1. ábra. Fotoelektron-spektroszkópiai módszerek

9.2. ábra. UP-spektrométer vázlata

9.3. ábra. N2-fotoelektron-spektrum

9.4. ábra. 2:1 mólarányú CO-CO2 gázelegy XP spektruma

9.5. ábra. Cu, Pd, és Cu0,6Pd0,4 ötvözet XP-színképe

9.6. ábra. Fe-felületen adszorbeált NO XP-színképe

10. Lézerek

10.1. ábra Optikai rezonátor

Módus sáv- szélesség

Erősítési görbe Az átmenet félérték-szélessége

Lehetséges rezonátor- módusok Veszte-

ségek Max.

erősítés

Erősítés

ν0 ν

10.2. ábra. A lézersugár spektruma

Kilépő tükör R~80-99%

T~1-20%

Tükörréteg Üvegtest

Végtükör R=100%

Kicsatolt lézersugár

Lézeranyag

L

10.3. ábra. Ionkristálylézerek felépítése

4f³

4F

4I

9/2

15/2 7/2

13/2 5/2

11/2 3/2

J=9/2 (alapállapot) (L=3, S=3/2)

(L=6, S=3/2)

1064.3 nm 1064.8 nm konfiguráció

állapotok

vektorrmodell spin-pálya

csatolás kristálytér- felhasadás

10.4. ábra. Neodínium-YAG lézer energiaszint-diagramja

10.5. ábra Hélium – neon lézer energiaszint-digramja

10.6. ábra. Argonlézer energiaszint-diagramja

1

1 4

1 4 1

1 4

10

10 4

4

2p 5s

2p 4p^{5 1}

2p 3p^{5 1} 2p 4s^{5 1}

2p 3s^{5 1}

632.8 nm 1.15 mμ

3.39 mμ

”neon fény”

10 állapot 4 állapot

4 állapot 4 állapot

10 állapot

Ne

2p⁶

He

1 S¹ ₀ 2 S³ ₁ 2 S¹ ₀

KL3s 3p 4p^{2 4 1}

KL3s 3p 4s^{2 4 1}

KL3s 3p^{2 5}

KL3s 3p^{2 6}

2D_5/2

4D_5/2

2P_3/2

Argonion alapállapota

Argonatom alapállapota Ar + e rekombináció^{+ -}

~72 nm 514,5 nm 488,0 nm

≈≈

≈

≈

+ 500V, 60A -

katód anód kilépő tükör

R=98%, T=2%

végtükör R=100%

diszperziós elem

10.7. ábra. Argonlézer felépítése

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

X B C

σ

π

π

σ

σ

σ

σ

σ

C

B

X

v=0 v=0 337 nm

d E

(a) (b)

10.9. ábra. Nitrogénlézer felépítése

10.10. A széndioxidlézer energiaszint-diagramja

+

-

tükör Lézersugár

Négyszögfeszültség 20 KV

Hullámhossz: 337 nm (ultraibolya).

001

10.6 mμ 9.6 mμ

100

000

020

010

E n e rg ia ( e V )

0.1 0.2 0.3

0.4 Nitrogén Széndioxid

v=1

Pumpálás

v=0

10.11. ábra. Festéklézer működési tartománya különböző festékekkel

10.12. ábra. Folyadékcellás festéklézer

Optikai rács

Teleszkóp

N lézer₂

Kilépő tükör Festékcella Pumpáló fény

400 500 600 700 800 900

0.01 0.1 1.0

Hullámhossz [nm]

Tipikus lézersugár energia [W]

Polyphenyl 1

Stilben C450

C490C530 Sodium fluorescein

R6G R101

Oxazine 1

DEOTC-P

HITC-P

10.13. ábra. Oldatsugaras festéklézer

10.14. ábra. A lézersugár frekvenciájának változtatása hangoló ék

stop kollimátor R = 100%

pumpáló tükör R = 100%

vég tükör R = 100%

R = 85%

T = 15%

festéksugár (jet)

10.15. ábra. A molekulák energiaváltozása Raman-szórásban

Jelfeldolgozó elektronika

Fotoelektronsokszorozó Folytonos lézer

Kétrácsos monokromátor

Minta

Stop

10.16. ábra. A Raman spektrométer felépítése

E₁ E₁

E₂ E₂

E_virt E_virt

(a) Stokes (b) anti-Stokes

10.17. ábra. Forgási Raman-színkép

IR-színkép

Raman-színkép

S-transz-krotonaldehid

10.18. ábra. Krotonaldehid rezgési színképei

10.19. ábra. Kétfoton-abszorpció detektálási módszerei

10.20. ábra. Az 1,4-difluorbenzol két-foton spektruma

E

E

E

E

E

E

ν

ν

ν

ν

ν

(a) (a)

Fluoreszcencia

Ionizációs kontinium

10.21. ábra. Villanófény-fotolízis

folytonos fényforrás

(lámpa)

frekvenci- kettőző kristály

frekvenci- kettőző kristály Nd-YAG impulzuslézer

Nd-YAG impulzuslézer trigger

trigger

oszcilloszkóp

oszcilloszkóp

erősítő

erősítő

detektor

detektor stop

stop minta

minta

optikai rács

optikai rács

(a) TRANZIENS ABSZORPCIÓ MÉRÉSE

(b) FLUORESZCENCIA MÉRÉSE

10.22. ábra. Pumpa-próba kísérlet

NK(pol)

0 0.5 1

0 500 Time [ps]1000

Signal

10.23. ábra. Níluskék tranziens abszorpciójának lecsengése argonlézer

R6G festéklézer DCM festéklézer

fény- osztó

saroktükör

dikroikus tükör

minta

detektor pumpasugár

próbasugár 10-20 ps

10000 ps

10. 24. ábra. Idő-korrelált egyfotonszámláló rendszer

10. 25. ábra Níluskék festék fluoreszcencia-lecsengése toluolban

11.1. ábra. ⁵⁷Fe-mag Mössbauer-abszorpciójának vizsgálata. Sugárforrás: ⁵⁷Co izotóp

-0,3 -0,2 -0,1 0 0,1 0,2 0,3 4,5

5,0 Tr.

v mm s^-1

Fe CO

11.2. ábra. Fe3(CO)12-Mössbauer-színképe

11.3. ábra. Fe2[(MoO4)]3 katalizátor redukciójának vizsgálata Mössbauer-

spektroszkópiával metanol gázban (Carbucicchio and Trifiro, J. Catal. 45, 77 (1976))

11.4. ábra. Korrózió vizsgálata Mössbauer-spektroszkópiával: α-vas → magnetit (Fe3O4) átalakulás (Simmons et al.: Corrosion 29 (1973) 227)

12.1. ¹H Kémiai eltolódások

12.2. ¹³C Kémiai eltolódások

Fém-CH₃

-CO-CH₃ Si(CH_{3 4})

Ar-CH₃

Ar-CH₂-C Ar-CH₂-O-

Ar-CH₂-N

tercC-H

≡

C-CH₂-C C-CH₂-N C-CH₂-O-Ar

C-CH₂-CO- C-CH₂-O-

=C -H ArH -CO-N -CH

-COOH R-C OH R-OH

13 13

12 12

11 11

10 10

9 9

8 8

7 7

6 6

5 5

4 4

3 3

2 2

1 1

0 0

-1 -1

-2 -2

Si( H )C _{3 4} - H XC ₂

- H -O-C ₂ CH -C₃ CH -N₃

CH -O-₃ - H -NC ₂

C C-

CH-N CH-O- C-N

C-O- C=

- OORC - OOHC R- HOC - O-C -C≡

-C ^CAr≡N

0 0

50 50

100 100

150 150

200 200

12.3. ábra. Etil-benzol ¹H NMR színképe

12.4. ábra. Az 1,3-butándiol normál ill. off-resonance technikával készült ¹³C NMR színképe

12.5. ábra. Az NMR-spektrométer felépítése

tp

t

1/tp

t0

1/tr

ν00=1/t0

X()ν X(t)

t

ν a

b

12.6. ábra. FT-NMR berendezés gerjesztő impulzussorozata és az impulzussorozat Fourier-transzformáltja

12.7. ábra. A) Az etil-benzol deuteroacetonos oldatáról felvett FID görbe, B) a Fourier-transzformációval kapott ¹³C-NMR-spektrum

12.8. ábra. Szilárdfázisú NMR spektroszkópia: EPDM gumi ¹H (felül) és ¹³C NMR (alul) színképe (NMR Process Systems LLC, internet)

13.1. ábra. Az ESR-készülék felépítése

14.1. ábra. Egyszeres fókuszálású tömegspektrométer

14.2. ábra. Kettős fókuszálású tömegspektrométer

14.3. ábra. Kvadrupol tömegspektrométer

14.4. ábra. Kvadrupol tömegspektrométer elektródjainak feszültsége az idő függvényében

14.5. ábra. Repülési idő tömegspektrométer

Ionizátorok: (a) elektronütközéses, (b) electrospray, (c) MALDI

14.7. ábra. n-bután tömegspektruma

14.6. Tiofén tömegspektruma

14.8. ábra. Ionizációs hatásfok görbe

15.1. ábra. Az n-ik atom pozíciója az elemi cellában

cél tárgy (Cu)

monokromátor nagy energiájú

elektronok

fókuszált röntgensugár

χ

-kőr

χ

φ ω

ω θ

detektorfelület

15.2. ábra. Számítógéppel vezérelt röntgen diffraktométer

15.3. ábra. Röntgensugár visszaverődése két egymás alatti rácssíkról

15.4.ábra. Különböző (hkl) Miller-indexű rácssíkok

15.5. ábra

15.6. ábra. Ni-Ftalocianid elektronsűrűség térképe