Espectroscopia de fotoelectrones de rayos X tricolor in situ y operando en el laboratorio

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ciencias de la superficie
• Catálisis

Sus antecedentes:

• El estudio de las interfaces enterradas y las interacciones heterogéneas en condiciones de reacción es vital para el desarrollo de materiales energéticos y catalíticos avanzados.
• Las técnicas existentes a menudo carecen de la capacidad para el análisis in situ o operando de estos sistemas complejos.

Objetivo del estudio:

• Para presentar una nueva configuración de espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (NAP-XPS) de presión cercana al ambiente con una fuente de rayos X tricolor.
• Demostrar la capacidad del sistema para el análisis selectivo de profundidad, in situ y operando de varias interfaces (sólido-líquido, sólido-gas, sólido-sólido).

Principales métodos:

• Utilizó un sistema NAP-XPS equipado con energías de excitación Al Kα, Ag Lα y Cr Kα.
• Se realizó un perfil de profundidad experimental de una capa múltiple de LaMnO3/LaFeO3/Nb:SrTiO3 y se comparó con las simulaciones de SESSA.
• Investigó la oxidación/reducción de FexOγ bajo condiciones ambientales y temperaturas variables.
• Se ha examinado la interfaz Pt/electrolito líquido para detectar la oxidación superficial.

Principales resultados:

• Se ha realizado con éxito un análisis operando selectivo de profundidad e in situ de las interfaces sólido-líquido, sólido-gas y sólido-sólido.
• Se ha demostrado un perfil de profundidad experimental preciso de una estructura multicapa frente a la simulación.
• Oxidación y reducción de los óxidos de hierro dependientes del medio ambiente y de la temperatura.
• Oxidación de la superficie identificada en la interfaz Pt/electrolito líquido incluso sin oxidación a granel.

Conclusiones:

• La fuente de rayos X tricolor combinada con NAP-XPS mejora significativamente las capacidades de caracterización in situ y operando en el laboratorio.
• Este sistema versátil es adecuado para una amplia gama de aplicaciones en la investigación de materiales avanzados en condiciones de reacción.