光照热脱附原理
光照热脱附经历三个过程(①光激发,②结合切割,③脱附)。
① 光激发
当σ轨道(耦合轨道)中的电子吸收波长相当于σ轨道-σ*轨道的能量差的光时,被激发到σ*轨道(反耦合轨道)。
通过使用具有高光束密度的真空紫外线,即使是短光路长度的薄膜样品,也能有效地激发样品。
② 键结断裂
当σ轨道和σ*轨道各有一个电子进入时,其耦合能等于两个轨道能级的相加。当耦合能量为负时,σ耦合发生裂解。
③ 脱附
σ键的裂解会产生各种片段。一些分子在表面重新结合。如果生成的碎片没有被束缚在样品中,则发生脱附。
接下来,我们将通过电位曲线(图1)对其进行说明。
图1电位曲线
当两个电子处于耦合轨道(图1绿色电位曲线)时,玻耳兹曼分布在每个振动能级中。
该结合受到引起电子迁移的波长的真空紫外线照射后,在结合性轨道和反结合性轨道上各有1个电子的状态(图1红色的电位曲线)。
处于零或更大势能的分子会导致化学键断裂。
图2真空紫外线引起的开裂
而当多键或段片被束缚时,键不能完全断开,或者即使断开也不能脱附。
图3被切断但脱离不成立的情况①
图4被切断但脱离不成立的情况②