Diffusione Raman Anelastica Risonante di Raggi X con Risoluzione ...

2 Diffusione Raman Anelastica Risonante di Raggi X con Risoluzione Angolare
luce incidente
campione
luce emessa
Fig. 1.1. Illustrazione del fenomeno della fluorescenza, in cui un campione assorbe luce,
che poi viene riemessa in diverse direzioni ed a diverse energie.
emesso è detto elettrone Auger; oppure può originare l’emissione di un fotone e quindi
rilevata come luce uscente, cioè come fluorescenza.
La spettroscopia di fluorescenza ha diversi vantaggi rispetto alle spettroscopie che prevedono
l’emissione e l’analisi di elettroni. Nel caso si studi un materiale isolante, non si hanno
problemi di caricamento del campione, in quanto l’atomo non viene ionizzato, quindi non
si hanno i problemi relativi al fondo e al rumore nell’acquisizione degli spettri, provocati
da questo caricamento. Inoltre si è sensibili al volume, evitando effetti di superficie, mentre
le spettroscopie elettroniche per poter essere sensibili al volume devono lavorare ad energie
molto elevate. Inoltre si deve tenere conto che la sezione d’urto per fotoemissione è decrescente
all’aumentare dell’energia. Lo svantaggio della fluorescenza è il basso numero
di conteggi rispetto alle altre spettroscopie: questa difficoltà è uno degli ostacoli che sono
stati superati con le alte intensità del fascio della luce incidente nei più recenti sincrotroni.
Entrando più nel dettaglio della fluorescenza, si consideri un campione composto da due elementi
chimici A e B. La densità degli stati di valenza dei due elementi è data nella figura
(1.2.I). In questo esempio si considera che un picco nella densità degli stati derivi dai siti
chimici di tipo A e l’altro da quelli di tipo B. Gli stati appartenenti all’atomo A sono rappresentati
con una linea continua, quelli appartenenti all’atomo B da una tratteggiata. Tramite
l’assorbimento di un fotone si può produrre una lacuna sul sito A o B. Quando la lacuna
decade tramite l’emissione radiativa, la distribuzione energetica dei fotoni è lo spettro di
fluorescenza. In tale spettro i contributi provenienti dal sito A o B possono essere facilmente
separati in quanto si trovano ad energie differenti. Inoltre lo spettro di fluorescenza
riproduce la densità degli stati locale, come mostrato schematicamente nei pannelli (II) e
(III) della figura (1.2). In realtà la situazione è più complicata in quanto non è trascurabile
l’effetto della lacuna di core e dalle eccitazioni multiple sia nella creazione della lacuna che
nel decadimento. Inoltre nella spettroscopia di fluorescenza tradizionale la lacuna di core
è creata emettendo l’elettrone con ampio eccesso di energia, fatto che rende più probabili
le eccitazioni multiple. Un altra conseguenza di questo fatto è che in questo modo gli spettri
di fluorescenza sono indipendenti dall’energia dei fotoni incidenti e le informazioni si
possono ottenere solo dalla distribuzione dei fotoni emessi.