Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Chuyển giao điện tử trên bề mặt sắt bị trầy xước: Nghiên cứu phát xạ photoelectron và quang phổ bức xạ X-ray
Tóm tắt
Chúng tôi báo cáo năng lượng kích hoạt, ΔEa, cho năng suất lượng tử trong phát xạ electron dưới ánh sáng được hỗ trợ nhiệt (TAPE) với bước sóng 210 nm, và kết quả quang phổ bức xạ X-ray (XPS) liên quan. Các mẫu chỉ được làm sạch bằng aceton và bị trầy xước trong không khí, nước, metanol, etanol, aceton, benzen và cyclohexane. Các đường cong phát sáng mô tả sự phụ thuộc nhiệt độ của năng suất lượng tử phát xạ electron (PE) (electron phát ra/photon), Y, đã được thu thập. Một phương pháp đơn giản để xác định ΔEa bằng cách sử dụng Y, được gọi là YGC, ở bảy nhiệt độ lên đến 353 °C, cho cùng một đường cong phát sáng Y, đã được đề xuất. ΔEa thu được bằng phương pháp này gần như giống hệt với ΔEa thu được từ Y ở bảy nhiệt độ cố định (YST). Đối với các mẫu bị trầy xước, TAPE đã được đo qua hai chu kỳ tăng nhiệt độ và giảm nhiệt độ tiếp theo (quét Up1, Down1 và Up2, Down2) trong khoảng 25–339 °C, và ΔEa đã được thu được từ YGC. Đồ thị Arrhenius được xấp xỉ bằng một đường thẳng, mặc dù một đỉnh phồng lồi xuất hiện trong quét Up1. ΔEaUp1 nằm trong khoảng 0.212–0.035 eV, tùy thuộc vào môi trường trong đó việc trầy xước được thực hiện; ΔEaUp1 cho nước cao hơn nhiều so với cho aceton. Điều này được giải thích về mặt tương tác axit-baz giữa các phân tử lỏng và nhóm hydroxyl của Fe–OH. Các giá trị của ΔEaDown1, ΔEaUp1, và ΔEaDown2 nằm trong khoảng 0.038–0.012 eV. Tổng số electron phát ra trong các quét Up1 và Up2 giảm với sự gia tăng của ΔEaDown1 và ΔEaDown2, tương ứng. ΔEaUp2 được phát hiện tăng lên với sự gia tăng hiện diện của thành phần FeO trong các oxit Fe đã phân tích. Đỉnh phồng lồi được quy cho việc loại bỏ vật liệu carbon khỏi bề mặt bị trầy xước và tác động của mật độ electron tăng lên của nhóm hydroxyl bề mặt FeOH dưới ánh sáng chiếu.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Spicer W E. Surface analysis by means of photoemission and other photon-stimulated processes. In Chemistry and Physics of Solid Surfaces. Vanselow R, Tong S Y, Ed. Cleveland: CRC Press, 1977: 235–254.
Fowler R H. The analysis of photoelectric sensitivity curves for clean metals at various temperatures. Phys Rev 38: 45–56 (1931)
DuBridge L A. A further experimental test of Fowler’s theory of photoelectric emission. Phys Rev 39: 108–118 (1932)
DuBridge L A. New Theories of the Photoelectric Effect. Paris: Hermann and Cie, 1935.
Momose Y, Suzuki D, Sakurai T, Nakayama K. Influence of temperature and photon energy on quantum yield of photoemission from real iron surfaces. Appl Phys A 117: 1525–1534 (2014)
Momose Y, Suzuki D, Sakurai T, Nakayama K. Photoemission from real iron surfaces and its relationship to light penetration of the overlayer. Appl Phys A 118: 637–647 (2015)
Momose Y, Tsuruya K, Sakurai T, Nakayama K. Photoelectron emission and XPS studies of real iron surfaces subjected to scratching in air, water, and organic liquids. Sur Interface Anal 48: 202–211 (2016)
Hesse R, Chasse T, Szargan R. Peak shape analysis of core level photoelectron spectra using UNIFIT for WINDOWS. Fresenius J Anal Chem 365: 48–54 (1999)
Gutmann V. Ion pairing and outer sphere effect. Chimia 31: 1–7 (1977)
http://en.wikipedia.org/wiki/Proton affinity (data page), Source: Jolly W L. Modern Inorganic Chemistry, 2nd Ed. New York: McGraw-Hill, 1991, [Accessed 12 June 2015].
Bolger J C, Michaels A S. Molecular structure and electrostatic interactions at polymer-solid interfaces. In Interface Conversion for Polymer Coatings. Weiss P, Cheever G D, Eds. New York: Elsevier, 1968: 3–60.
Huheey J E. Inorganic Chemistry, Principles of Structure and Reactivity, 3rd ed. Harper & Row: New York, 1983.Japanese translation by Kodama G, Nakazawa H. Tokyo Kagaku Dojin: Tokyo, 1984, 340–341 (in Japanese).
Momose Y, Ishii T, Namekawa T. Exoelectron emission from aluminum under the influence of applied electric potential and stimulating light, and its dependence on surface-polar organic interaction. J Phys Chem 84: 2906–2913 (1980)
Grosvenor A P, Kobe B A, McIntyre N S. Studies of the oxidation of iron by water vapour using X-ray photoelectron spectroscopy and QUASES. Surf Sci 572: 217–227 (2004)
Conder K. Electronic and ionic conductivity in metal oxides. Paul Scherrer Institute, Switzerland, pp. 1–44, [Accessed 27 May 2015].
Roosendaal S J, Vredenberg A M, Habraken F H P M. Oxidation of iron: the relation between oxidation kinetics and oxide electronic structure. Phys Rev Lett 84: 3366–3369 (2000)
Xue M, Wang S, Wu K, Guo J, Guo Q. Surface structural evolution in iron oxide thin films. Langmuir 27 (1): 11–14 (2011)