光照熱脫附原理
光照熱脫附經歷三個過程(①光激發,②結合切割,③脫附)。
① 光激發
當σ軌道(耦合軌道)中的電子吸收波長相當于σ軌道-σ*軌道的能量差的光時,被激發到σ*軌道(反耦合軌道)。
通過使用具有高光束密度的真空紫外線,即使是短光路長度的薄膜樣品,也能有效地激發樣品。
② 鍵結斷裂
當σ軌道和σ*軌道各有一個電子進入時,其耦合能等于兩個軌道能級的相加。當耦合能量為負時,σ耦合發生裂解。
③ 脫附
σ鍵的裂解會產生各種片段。一些分子在表面重新結合。如果生成的碎片沒有被束縛在樣品中,則發生脫附。
接下來,我們將通過電位曲線(圖1)對其進行說明。
圖1電位曲線
當兩個電子處于耦合軌道(圖1綠色電位曲線)時,玻耳茲曼分布在每個振動能級中。
該結合受到引起電子遷移的波長的真空紫外線照射后,在結合性軌道和反結合性軌道上各有1個電子的狀態(圖1紅色的電位曲線)。
處于零或更大勢能的分子會導致化學鍵斷裂。
圖2真空紫外線引起的開裂
而當多鍵或段片被束縛時,鍵不能完全斷開,或者即使斷開也不能脫附。
圖3被切斷但脫附不成立的情況①
圖4被切斷但脫附不成立的情況②