L3 e L2 fotoelettrone L2,3 VV Mappe di coincidenza degli elettroni Auger di Cu (a) e Co (b) insieme allo spettro fotoelettronico coincidente acquisito dall'integrazione delle mappe lungo l'energia cinetica degli elettroni Auger. Le regioni scelte per un'analisi più approfondita sono contrassegnate come linee di colore solido negli spettri della somma di energia vincolante (verde, rosso e blu).
I metalli di transizione e i metalli non ferrosi come rame, nichel e cobalto non sono adatti solo come materiali nell'ingegneria e nella tecnologia, ma anche per un'ampia gamma di applicazioni nell'elettrochimica e nella catalisi.
Le loro proprietà chimiche e fisiche sono legate all'occupazione dei gusci d-orbitali esterni attorno ai nuclei atomici. I livelli energetici degli elettroni così come la loro localizzazione o delocalizzazione possono essere studiati presso la sorgente di raggi X BESSY II, che offre una potente radiazione di sincrotrone.
Rame, nichel, cobalto
Il team dell'Uppsala-Berlin Joint Lab (UBjL) attorno al Prof. Alexander Föhlisch e al Prof. Nils Mårtensson ha ora pubblicato nuovi risultati su campioni di rame, nichel e cobalto. Hanno confermato scoperte note per il rame, i cui elettroni d sono localizzati atomicamente, e per il nichel, in cui gli elettroni localizzati coesistono con gli elettroni delocalizzati.
Nel caso dell'elemento cobalto, che viene utilizzato per le batterie e come lega nelle celle a combustibile, invece, i risultati precedenti erano contraddittori perché l'accuratezza della misurazione non era sufficiente per fare affermazioni chiare.
Spettroscopia combinata con rivelatori ad alta sensibilità
Al BESSY II il laboratorio congiunto Uppsala-Berlino ha allestito uno strumento che consente misurazioni con la necessaria precisione. Per determinare la localizzazione o la delocalizzazione elettronica, viene utilizzata la spettroscopia di coincidenza fotoelettronica Auger (APECS).
APECS richiede gli spettrometri elettronici "Angle resolve Time of Flight" (ArTOF) di nuova concezione, la cui efficienza di rilevamento supera di ordini di grandezza quella degli analizzatori emisferici standard. Dotata di due spettrometri elettronici ArTOF, la stazione terminale CoESCA@UE52-PGM supervisionata dallo scienziato UBjL Dr. Danilo Kühn è unica al mondo.
Analisi dei materiali (catalitici)
Nel caso dell'elemento cobalto, le misurazioni ora hanno rivelato che gli elettroni d del cobalto possono essere considerati altamente delocalizzati. "Questo è un passo importante per una determinazione quantitativa della localizzazione elettronica su una varietà di materiali, catalizzatori e processi (elettro)chimici", sottolinea Föhlisch.
La Royal Society of Chemistry ha selezionato il documento come articolo HOT 2022 perché questo metodo di misurazione potrebbe suscitare interesse nella più ampia comunità di ricerca. La stazione finale è disponibile anche per gli utenti internazionali di BESSY II, che possono richiedere il beamtime due volte l'anno.
La ricerca è stata pubblicata in Physical Chemistry Chemical Physics . + Esplora ulteriormente
