المطيافية الكهروضوئية (القياس الطيفي الضوئي الإلكتروني) Photoelectron Spectroscopy

يشير مطيافية الانبعاث الضوئي Photoemission spectroscopy (القياس الطيفي للإنبعاث الضوئي) (PES) و المعروفة أيضًا باسم بالمطيافية الضوئية الإلكترونية Photoelectron Spectroscopy ( المطيافية الكهروضوئية أو القياس الطيفي الضوئي الإلكتروني) إلى قياس طاقة الإلكترونات المنبعثة من المواد الصلبة أو الغازات أو السوائل بواسطة التأثير الكهروضوئي ، من أجل تعيين طاقات الربط للإلكترونات الموجودة في مادة ما و لتحديد جهود التأين للجزيئات. فالعينة التي تكون على شكل بخار او غاز يتم اشعاعها بشعاع دقيق من الأشعة فوق البنفسجية فالإلكترونات النتاجة عن تلك العملية تمرر خلال شق ( فتحة ضيقة ) إلى منطقة مفرغة حيث تنحرف بتأثير مجالات مغناطيسية أو كهربائية لتعطي طيف للطاقة . فالطيف الإلكتروني الضوئي يشمل قمما ترتبط مع جهود التأين للجزيئات ( و بالتالي طاقات الفلك )، و ايضا توفر هذه التقنية معلومات حول مستويات الطاقة الإهتزازية للأيونات المتكونة .
يشير المصطلح إلى تقنيات مختلفة و ذلك اعتمادًا على ما إذا كانت طاقة التأين يتم توفيرها بواسطة فوتون الأشعة السينية أو فوتون EUV (فوتون الأشعة فوق بنفسجسة القوية أو عالية الطاقة) أو فوتون الأشعة فوق البنفسجية. و بغض النظر عن شعاع الفوتون الساقط ، فإن كل القياسات الطيفية الضوئية تدور حول الموضوع العام لتحليل السطح عن طريق قياس الإلكترونات المقذوفة.
طور كاي سيجبان Kai Siegbahn القياس الطيفي للأشعة السينية الإلكترونية (XPS) منذ العام 1957 و استخدم لدراسة مستويات الطاقة للإلكترونات الداخلية للذرة في المواد الصلبة بشكل أساسي. و قد أشار سيجبان إلى هذه التقنية باسم “القياس الطيفي للإلكترون للتحليل الكيميائي أو مطيافية الإلكترون للتحليل الكيميائي” (ESCA) ، و حيث أن المستويات الداخلية لها تحولات كيميائية صغيرة تبعًا للبيئة الكيميائية للذرة المؤينة فقد سمح ذلك بتحديد التركيب الكيميائي. حصل سيجبان و نتيجة لأبحاثه حول هذا العمل على جائزة نوبل عام 1981 . و أحيانا يشار إلى XPS باسم PESIS (مطيافية الإلكترون الضوئية للأفلاك الداخلية) ، في حين يشار إلى الإشعاع المنخفض الطاقة لضوء الأشعة فوق البنفسجية باسم PESOS (الأفلاك الخارجية) لأنه لا يمكن أن تثير الإلكترونات الداخلية.
في المنطقة فوق البنفسجية والمرئية ، يشار إلى هذه الطريقة عادة باسم المطيافية الكهروضوئية لدراسة الغازات ، و مطيافية الإنبعاث الضوئي للأسطح الصلبة.
يستخدم المطيافية الكهروضوئية للأشعة فوق البنفسجية (UPS) لدراسة مستويات طاقة التكافؤ والترابط الكيميائي و لا سيما خصائص الترابط للمدارات الجزيئية. فقد تم تطوير هذه الطريقة في الأصل لجزيئات الطور الغازي في عام 1961 بواسطة فيودور فيليسوف Feodor I. Vilesov وفي عام 1962 بواسطة ديفيد تورنير David W. Turner ومن بين العلماء الآخرين الاوائل الذين عملوا في هذا المجال: ديفيد فروست David C Frost و ج. إيلاند J. H. D. Eland و ك. كيمورا K. Kimura. وفي وقت لاحق قام ريتشارد سمالي بتعديل التقنية واستخدم ليزرالأشعة فوق البنفسجية لإثارة العينة من أجل قياس طاقة الربط للإلكترونات في التجمعات الجزيئية الغازية.
يعمل مطيافية الإلكترون الضوئي ثنائية الفوتون (2PPE) على توسيع التقنية لتشمل الحالات الإلكترونية المستثارة بصريًا من خلال إدخال مخطط المضخة ة المجس .
يقع المطيافية الكهروضوئية للأشعة فوق البنفسجية القوية (EUPS) بين XPS و UPS. و يستخدم عادة لتقييم بنية رابطة التكافؤ. و بالمقارنة مع XPS ، فإنه يعطي دقة طاقة أفضل ، وبالمقارنة مع UPS تكون الإلكترونات المقذوفة أسرع ، مما ينتج عنه شحنة مساحة أقل وتخفيف آثار الحالة النهائية.