Opinto-opas 2010-2011
Jatko

Perus Pori KV Jatko Avoin

|Tutkinnot|     |Opintokokonaisuudet|     |Opintojaksot|    

Opinto-opas 2010-2011

FYS-2300 Elektronispektroskopia, 5 op
Electron Spectroscopy

Vastuuhenkilö

Mika Valden

Opetus

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Toteutuskerrat Luentoajat ja -paikat
Luennot
Harjoitukset
Laboratoriotyö
Verkkotyöskentely




 




 




 
 4 h/vko
 2 h/vko
 6 h/vko
 5 h/vko




 
FYS-2300 2010-01 Maanantai 12 - 14, SJ212A
Torstai 10 - 12, SJ212A

Suoritusvaatimukset

Hyväksytysti suoritetut laboratoriotyö, seminaariesitelmä ja tentti.
Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan

Opetukseen ja oppimiseen liittyvät periaatteet ja lähtökohdat

-

Osaamistavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa määritellä yleisimpien pintatieteen tutkimuksessa käytettävien elektronispektroskooppisten tutkimusmenetelmien fysikaaliset toimintaperiaatteet (XPS, AES, ARUPS ja NEXAFS). Opiskelija kykenee arvioimaan niiden soveltuvuutta pinnan alkuainejakaumien, nanorakenteiden ja yhdistemuotojen tutkimukseen sekä pintayhdisteiden molekulaarisen rakenteen tutkimukseen. Opintojakson aikana opiskelija oppii ratkaisemaan pinta-analyyttisiä tutkimusongelmia yhteisöllisesti pienryhmässä jaettuun asiantuntijuuteen nojautuen sekä oppii raportoimaan oppimistehtävien tuotokset Moodle-oppimisalustaa hyödyntäen, kirjallisesti ja seminaariesitysmuotoisesti pienryhmän tukemana.

Sisältö

Sisältö Ydinaines Täydentävä tietämys Erityistietämys
1. Pinta-analyyttinen tutkimus ja pintaherkkyys: Pinta-analyyttisen tutkimuksen perusteet.Pintaherkkyyden määrittäminen. Pinta-analyyttisen tutkimuksen sovelluskohteita.  Pintatieteen tutkimus TTY:ssä.   
2. Tyhjiötekniikka: Tyhjiön fysikaalinen määritelmä. Tyhjiöalueet. Jäännöskaasun tilat. Tyhjiöpumput ja niiden valinta eri käyttökohteisiin. Tyhjiön mittaaminen. Tyhjiöön soveltuvat materiaalit.   Kiertosiipipumput. Diffuusiopumput. Turbomolekyylipumput. Sieppauspumput. Titaanisublimaatiopumput. Ionipumput. Osapainemittarit. Kuumakatodimittari.   Tyhjiöympäristöt. 
3. Elektronispektroskopia: Elektronispektroskooppisten menetelmien luokittelu. Vaimenemismatka ja informaatiosyvyys. Energia-analysaattorit.   Elektronispektroskopian historia. Emissiokulman vaikutus informaatiosyvyyteen. Jarrutusanalysaattori. Tasopeilianalysaattori. Puolipalloanalysaattori.  Energian pyyhkäisy ja sähköinen derivointi. 
4. Röntgenviritteinen fotoelektronispektroskopia (XPS): Fotonilähteet. XPS-viivan hienorakenne ja siirtymät. Kemialliset siirtymät. Adiabaattinen approksimaatio ja sen rajoitukset. Nanorakenteiden tutkiminen pinnoilla. XPS analyyttisenä menetelmänä.   Röntgenviivat ja satelliittipiikit. Fotoemission havainnollistaminen kolmivaihemallilla. Koopman teoreema. Epäelastinen sirontatausta-analyysi. Kvantitatiivinen analyysi.  Intrinsiiviset ja ekstrinsiiviset prosessit. Monielektroniefektit fotoemissiossa. 
5. Auger-elektronispektroskopia (AES): Auger-transitio. Auger-transition energiat. AES analyyttisenä menetelmänä. Ionisaation vuorovaikutusala. XPS- ja AES-menetelmien vertailu. Syvyysprofilointi.   Röntgenfluoresenssin ja Auger-prosessin esiintyminen.   Hiilen KVV-transitiot eri hiiltä sisältävissä yhdisteissä ja kiintofaasisissa materiaaleissa. 
6. UV-Fotoelektronispektroskopia (UPS): Fotonilähteet ja UPS-mittauksen pintaherkkyys. Pintayhdisteiden molekulaarinen rakenne. Suuntautuneen vapaamolekyylin malli ja symmetrian merkitys. Pintamolekyylipisteryhmät. Polarisaatiosta riippuvat valintasäännöt.   Fotoemissioprosessi. Fermin kultainen sääntö. Transitiotodennäköisyys. Karakteritaulukko. Virittävän säteilyn polarisaation vaikutus. ARUPS CO/Ni(100).   Hûckelin molekyyliorbitaaliteoria. ARUPS C6H6/Pd(110). 
7. Röntgensäteilyherätteinen absorptiospektroskopia (XAS): Synkrotronisäteily ja sen hyödyntäminen elektronispektroskopiassa. NEXAFS- ja EXAFS -menetelmät.   EXAFS-spektrien analyysi.   Cu-oksidien XAS. 

Opintojakson arvostelu

Opintojakso arvioidaan joko numeerisesti arvosteluasteikolla 0 ... 5 tai suoritusmerkinnällä "Hyväksytty/Hylätty". Opintojakson arviointitapa sovitaan opintojakson alkaessa yhdessä opiskelijoiden kanssa. Numeerinen arvosana määräytyy aineistotentin perusteella. Hallittuaan ydinaineksen hyvin on opiskelijalla mahdollisuus läpäistä opintojakso arvosanalla 3. Arvosanan 4 saavuttaakseen opiskelijan on osattava myös täydentävän tietämyksen sarakkeen asioita. Arvosanaan 5 on mahdollisuus, jos täydentävän tietämyksen sarake osataan hyvin. Jos ydinaineksessa on vähäisiä puutteita, on opiskelijalla mahdollisuus arvosanaan 1 tai 2 riippuen puutteiden määrästä. Jos ydinaineksen hallinnassa on huomattavia puutteita, ei opiskelija läpäise opintojaksoa. Opintojakso voidaan arvioida myös "Hyväksytty/Hylätty" suoritusmerkinnällä. Opiskelija saa opintojaksosta hyväksytyn suoritusmerkinnän, jos opintojakson kaikki oppimistehtävät ja tuotokset ovat hyväksytysti suoritetut.

Arvosteluasteikko:

Opintojaksolla käytetään numeerista arviointiasteikkoa (1-5)

Osasuoritukset:

Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan

Oppimateriaali

Tyyppi Nimi Tekijä ISBN URL Painos,saatavuus... Tenttimateriaali Kieli
Kirja   Surface Analysis by Auger and X-ray Photoelectron Spectroscopy   Briggs, D. and Grant ,J.T   1 901019 04 7     IM Publications and SurfaceSpectra Limited, 1. painos, 2003      Englanti  
Luentokalvot     Valden Mika            Suomi  

Esitietovaatimukset

Opintojakso P/S Selite
FYS-2100 Pintatieteen perusteet Suositeltava    

Esitietoketju (Vaatii kirjautumisen POPiin)



Vastaavuudet

Opintojakso Vastaa opintojaksoa  Selite 
FYS-2300 Elektronispektroskopia, 5 op FYS-2306 Electron Spectroscopy, 5 op Vastaavuus 1 = 1  

Lisätiedot

Soveltuu jatko-opinnoiksi

Tarkempia tietoja toteutuskerroittain

Toteutus Kuvaus Opetusmuodot Toteutustapa
FYS-2300 2010-01        

Viimeksi muokattu14.01.2010