Investigadores del Instituto de Ciencia Molecular IMS, Centro de Investigación de Innovación para Pilas de Combustible, Universidad de Electro-Comunicaciones, Centro de Investigación de Ciencia de Materiales, Universidad de Nagoya y JASRI Instituto de Investigación de Radiación Sincrotrón de Japón, han mejorado la presión ambiental.instrumento de espectroscopía de fotoelectrones que utiliza rayos X duros * 1 producidos en SPring-8 * 2 y logró la espectrometría de fotoelectrones * 3 bajo presión atmosférica real por primera vez en el mundo. Sus logros se publicaron en línea en el Física Aplicada Express .
La espectroscopía de fotoelectrones convencional solo puede medir muestras bajo alto vacío, mientras que muchas reacciones catalíticas ocurren bajo presión atmosférica. La discrepancia entre los hallazgos obtenidos por experimentos bajo alto vacío y el mecanismo de reacción real bajo presión atmosférica, "brecha de presión", ha sido unproblema. En los últimos años, para llenar este vacío, se ha desarrollado un aparato llamado "espectroscopía de fotoelectrones a presión ambiental" que permite la medición en atmósfera de gas. Sin embargo, el límite superior de la presión de operación en un espectrómetro de fotoelectrones de presión ambiental general es aproximadamente5,000 Pa. Incluso el aparato con el rendimiento más alto del mundo reportado actualmente tiene un límite de 15,000 Pa aproximadamente 0.15 atm, que es aproximadamente 1/7 de la presión atmosférica aproximadamente 100,000 Pa. Por lo tanto, varios grupos de investigación en el mundohan estado trabajando en el desarrollo de la espectroscopía de fotoelectrones que funcionan bajo una presión de gas más alta.
Un problema después de la medición con el espectrómetro de fotoelectrones a presión ambiental es la "disminución de energía" de los fotoelectrones emitidos por la muestra expuesta a la luz, que se debe a la dispersión causada por el gas. Esto limita la presión superior de la medición ". Hicimos dosmejoras ", explica Yasumasa Takagi, profesor asistente de IMS." Primero, usamos rayos X duros que tienen mayor energía en comparación con los rayos X blandos y aumentaron la energía cinética de los fotoelectrones. Luego, creamos una apertura extremadamente pequeña de 30"m de diámetro figura izquierda, que es un puerto que acepta fotoelectrones en el espectrómetro. Esto permitió acortar la distancia entre la muestra y la abertura, es decir, la distancia del fotoelectrón que viaja a través del gas se ha acortado".Como muestra, el grupo de investigación logró la espectroscopía de fotoelectrones bajo presión atmosférica real, por primera vez en el mundo figura a la derecha.
El profesor Toshihiko Yokoyama IMS tiene una visión de las posibilidades para futuras aplicaciones del nuevo espectrómetro de fotoelectrones. "Nuestro aparato logró la espectroscopía de fotoelectrones bajo presión atmosférica real, lo que amplió en gran medida su rango de aplicación. Reacciones entre sólidos y gases, como reacciones catalíticasy las reacciones de los electrodos en las celdas de combustible se pueden examinar directamente a presión atmosférica. También se puede aplicar a muestras biológicas que son frágiles a alto vacío. En el futuro, la espectroscopía de fotoelectrones se utilizará para el análisis de estado en diversas áreas de investigación ".
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Materiales proporcionados por Institutos Nacionales de Ciencias Naturales . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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