Graphen und XPS

Forscher des Nationalen Instituts für Standards und Technologie (NIST), ELETTRA (Italien) und der Technischen Universität München (Deutschland) fanden heraus, dass Graphen die Verwendung von XPS (Röntgenphotoelektronenspektroskopie) billiger und einfacher machen kann.

XPS ist eine genaue und informative Oberflächenanalysetechnologie, wird jedoch von Forschern normalerweise als ungeeignet für die Verwendung angesehen, da sein Betrieb teuer ist und einen Hochvakuumbetrieb erfordert, was die Analyse flüssiger und gasförmiger Materialien problematisch macht. Das Arbeitsprinzip von XPS basiert auf dem Röntgenbeschuss der Oberfläche. Die Atome auf der Oberfläche des Materials absorbieren Röntgenenergie und übertragen die Energie als Fotoelektronen zurück, die vom Empfänger akzeptiert werden und Bilder erzeugen.

Um das Problem des Arbeitens in einer unter Druck stehenden Umgebung zu lösen, muss das Fenstermaterial für Röntgenstrahlen und Fotoelektronen nahezu transparent sein, es kann jedoch nicht durch Gase und Flüssigkeiten gelangen, sodass das Material stark genug sein muss, um großen Belastungen standzuhalten Druck. Wissenschaftler wandten ihre Augen Graphen zu und untersuchten es als Fenstermaterial, um das Atmosphärendruck-Flüssigkeitskompartiment seiner Teststation von den Hochvakuumbedingungen im elektronischen Spektrometer zu trennen.

Die Ergebnisse zeigen, dass genügend Röntgenstrahlen und Photoelektronen durch das Graphenfenster gelangen, um hochwertige XPS-Daten zu erzeugen, die aus Flüssigkeits- und Gasproben analysiert wurden. Forscher glauben, dass die Ergebnisse vielen Wissenschaftlern zugute kommen könnten. Solch ein einfaches Materialersatzdesign kann eine ideale Arbeitsfähigkeit von XPS sowie potenziell niedrige Kosten erzielen.

Einige Herausforderungen bleiben bestehen, wie die Notwendigkeit, die Öffnungen um Graphen herum zu verbessern, und die Möglichkeit, dass Röntgenstrahlen Monolayer-Graphen-Tabletten allmählich abbauen.

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