Metody Spektralne

Spektroskopia, dział fizyki atomowej i jądrowej oraz chemii atomowej badający struktury energetyczne cząsteczek, atomów, jąder atomowych i cząstek elementarnych (w historycznym znaczeniu nazwy) poprzez obserwację i analizę rozkładu energii (widm) promieniowania emitowanego, pochłanianego lub rozpraszanego przez dany obiekt fizyczny.
Spektroskopia dzieli się wg rodzaju badanego promieniowania na: radiospektroskopię, spektroskopię optyczną (z podpodziałem na spektroskopię promieniowania podczerwonego, spektroskopię światła widzialnego i spektroskopię promieniowania ultrafioletowego), spektroskopię rentgenowską, spektroskopię promieniowania gamma, spektroskopię promieniowania beta, spektroskopię promieniowania alfa, spektroskopię neutronową.
Istnieją też rodzaje spektroskopii wyodrębnione ze względu na badany obiekt, np. spektroskopia: kryształów, molekularna (z dalszym podziałem - np. spektroskopia elektronowa związków aromatycznych, spektroskopia elektronowa związków kompleksowych, itp.), atomowa, jądrowa, subjądrowa.
Termin spektroskopii można odnosić również do badania poszczególnych zjawisk (np. spektroskopia zjawiska Mssbauera, spektroskopia zjawiska Ramana, spektroskopia emisyjna, spektroskopia absorpcyjna itp.) lub innych rozkładów (np. spektroskopia masowa - badanie rozkładu mas atomów, inaczej widma masowego).
Podstawowym narzędziem spektroskopii jest odpowiedni dla danego rodzaju promieniowania spektroskop (ewentualnie spektrometr lub spektrograf). Jeśli badane widma są przedmiotem pomiarów, to w każdym znaczeniu termin spektroskopii można zastąpić terminem spektrometria.

Spektroskopia świetlna to zespół technik spektroskopowych, w których wykorzystuje się promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie od głębokiego ultrafioletu po daleką podczerwień.
Najpowszechniej stosowaną techniką jest absorbcyjna spektroskopia IR czyli widma w podczerwieni. Światło z zakresu IR ma długość zbliżoną do długości wiązań chemicznych. Przechodząc przez próbkę badanej substancji promieniowanie to jest selektywnie pochłaniane na skutek wzbudzania drgań wiązań chemicznych o długości odpowiadającej długości pochłanianej fali. Dzięki temu w widmie występuje szereg ostrych sygnałów odpowiadających drganiom określonych wiązań. Dzięki temu, że wartości te są stablicowane, widmo IR umożliwia ustalenie jakie wiązania występują w analizowanej próbce. Oprócz wzbudzania drgań pojedynczych wiązań, promieniowanie to w zakresie od 200 do 450 cm-1 wzbudza skoordynowane drgania nożycowe sąsiadujących ze sobą wiązań. Powoduje to, że widma IR w tym zakresie są bardzo złożone i niezwykle rzadko zdarza się aby dwa różne związki chemiczne miały w tym zakresie identyczne widma, co przydaje się do jednoznacznego ich identyfikowania. Niegdyś widma IR wykonywało się przemiatając próbkę monochromatyczną (o jednej długości fali) wiązką promieniowania, zmieniając krokowo długość tej fali w trakcie pomiaru. Obecnie stosuje się szybszą metodę polegającą na przemiataniu próbki wiązką promieniowania, w której występują wszystkie długości fali z zakresu IR na raz, po przejściu tej wiązki przez próbkę interferuje się ją z wiązką z tego samego źródła, która jednak nie przeszła przez próbkę, a widmo "ekstrahuje się" stosując przekształcenie Fouriera zarejestrowanego widma interferencyjnego. Wymaga to stosowania droższej aparatury z komputerem, ale metoda jest błyskawiczna i dokładna. Technikę tę określa się skrótem FTIR.
Inną, często stosowaną techniką jest absorbcyjna spektroskopia UV-VIS a więc w zakresie od głębokiego ultrafioletu do widzialnej czerwieni. Promieniowanie w tym zakresie jest absorbowane na skutek wzbudzania drgań większych fragmentów cząsteczek, takich jak np. grup fenylowych. Spektroskopia ta nie dostarcza zbyt wielu informacji o strukturze cząsteczek, ale przydaje się do analizy ich potencjalnych własności elektrooptycznych.
Dużo rzadziej wykorzystuje się odbiciową spektroskopię świetlną. Przydaje się ona jednak do ustalania składu chemicznego i własności elektrooptycznych powierzchni różnych substancji.
Laserowa spektroskopia rozproszeniowa polegająca na przepuszczaniu wiązki światła z lasera przez roztwór lub zawiesinę, jest metodą pozwalającą na dokładny pomiar rozmiarów drobin w zawiesinie, lub w przypadku roztworów dużych cząsteczek, takich jak białka i polimery, ich średniej masy cząsteczkowej. Metoda ta opiera się na fakcie, że wiązka światła laserowego ulega w zawiesinach rozproszeniu na szereg pojedynczych wiązek, które wychodzą z zawiesiny pod różnymi kątami w stosunku do pierwotnej wiązki. Zależność intensywności wychodzącego światła od kąta jego skręcenia w zawiesinie jest liniowa, a współczynnik nachylenia linii tej zależności jest proporcjonalny do rozmiarów drobin.

Spektroskopia w podczerwieni (IR - infra red spectroscopy)
Metoda analityczna wykorzystująca absorpcję lub emisję promieniowania ze środkowego zakresu podczerwieni (o długości fali 2.5-50 µm), związaną z wzbudzeniami drgań cząsteczek wchodzących w skład próbki. Wszystkie cząsteczki wykazują pewne drgania charakterystyczne (tzw. drgania normalne), które można przypisać do określonych wiązań lub grup funkcyjnych. Spektroskopia IR jest wykorzystywana do zarówno do identyfikacji substancji (zwłaszcza związków organicznych), jak i do oznaczania ich zawartości.

Nowoczesne fourierowskie spektrometry podczerwieni umożliwiają wyznaczenie widma próbki poprzez analizę jej oddziaływania z tzw. interferogramem, uzyskanym w wyniku interferencji wiązki promieniowania źródła. Sygnał detektora, reprezentujący interferogram próbki, jest przetwarzany w jej widmo (czyli zależność absorbancji od długości fali) na drodze komputerowych obliczeń numerycznych (z zastosowaniem tzw. transformaty Fouriera). Jako źródła promieniowania wykorzystuje się lampy wolframowe lub żarniki emitujące ciągłe promieniowanie o rozkładzie zbliżonym do widma promieniowania ciała doskonale czarnego. Do detekcji promieniowania podczerwonego stosuje się detektory piroelektryczne i fotoprzewodzące.

Spektroskopia w podczerwieni umożliwia dostosowanie techniki pomiarowej do stanu skupienia i rodzaju próbki. Najbardziej rozpowszechniona jest technika transmisyjna, ponadto wykorzystuje się techniki tłumionego wewnętrznego odbicia (ATR), odbicia rozproszonego (DR) oraz odbicia zwierciadlanego (SR/RA).



Spektroskop
Spektroskop, uproszczony spektromet, który umożliwia wyłącznie ogląd widma danego rodzaju promieniowania.
Widmo, rozkład natężenia promieniowania w zależności od jego energii, częstotliwości lub długości fali. Wyróżnia się widma: akustyczne, świetlne, radiowe, mikrofalowe, podczerwone, ultrafioletowe, rentgenowskie, promieniowania gamma, alfa i beta, promieniowania korpuskularnego, neutronów, neutrin itd.
Widmo dostarcza wielu informacji o źródle danego promieniowania (tzw. Widmo emisyjne), a często i o ośrodku, przez który ono przenikało (tzw. Widmo absorpcyjne) Badanie widm różnego rodzaju nosi ogólną nazwę spektroskpopii (lub spektrometrii).

Spektrometr optyczny, przyrząd służący do otrzymywania i analizowania widm promieniowania świetlnego (od podczerwieni do ultrafioletu). Najczęściej stosuje się spektrometry optyczne, które tworzą widma w ten sposób, że światło o różnych długościach fali kierowane jest pod różnym kątem (załamanie światła, pryzmat), albo dzięki wykorzystaniu różnicy długości dróg optycznych ugiętych i interferujących ze sobą promieni (siatka dyfrakcyjna).
Istnieją ponadto spektrometry optyczne fourierowskie oraz filtracyjne. Typowy spektrometr optyczny tworzą: kolimator, obiektyw element dyspersyjny (tj. pryzmat, siatka dyfrakcyjna itp.), obiektyw kamery rejestrującej i element rejestracji widma, którym w spektrometrze jest fotometr.
Opis: Zasada działania spektrometru optycznego. A - światło o dłuższej fali, B - światło o krótszej fali. Autor: Mietelski Jerzy Wojciech.


Widmo emisyjne, widmo wybranego typu promieniowania wysyłanego przez dany obiekt. W przypadku fal elektromagnetycznych (od mikrofal po promieniowanie rentgenowskie i gamma) emitowanych przez pojedyncze atomy (lub jądra) widmo emisyjne ma linie widmowe o ściśle określonych energiach.
Jest to rezultatem istnienia skwantowanych poziomów energetycznych - emitowane promieniowanie może mieć tylko pewne dopuszczalne energie, równe różnicy energii dwóch stanów kwantowych układu (świecenie ciał). Powstające widmo, tzw. widmo liniowe, niesie informacje o składzie chemicznym, także izotopowym (w przypadku widma emisyjnego promieniowania gamma lub alfa), źródła, co jest wykorzystywane do wykonywania analiz jego składu chemicznego (i izotopowego).
W pewnych obszarach widma emisyjnego, przy gęstej strukturze linii, obserwuje sie tzw. widma pasmowe - struktura pasm dostarcza informacji o budowie cząstek (np. widmo emisyjne podczerwone cząsteczek organicznnych). Przy zlaniu się poziomów energetycznych w szerokie pasma (jak w przypadku promieniowania cieplnego ciał stałych lub gazu w wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem), obserwuje się widma ciągłe (np. widmo emisyjne światła żarówki lub Słońca).
Widmo absorpcyjne, widmo powstające przy przenikaniu promieniowania przez materię dla niego przezroczystą. W przypadku fal elektromagnetycznych atomy ośrodka pochłaniają rezonansowo promieniowanie o energii odpowiadającej swojej strukturze energetycznej i natychmiast potem spontanicznie emitują światło, przy czym emisja owa zachodzi izotropowo.
W kierunku rozchodzenia się padającej fali elektromagnetycznej w widmie absorpcyjnym obserwuje się bardzo silne zaniki natężenia dla energii właściwych danej substancji. Umożliwia to badanie składu chemicznego absorbenta.

Spektrometr alfa, przyrząd służący do otrzymywania i analizowania widma promieniowania alfa danej substancji (alfa cząstka).
Wyróżnia się spektometry alfa: magnetyczne (o konstrukcji i zasadzie działania analogicznej do spektrometrów beta), jonizacyjne (wykorzystujące komorę jonizacyjną), spektrometry ciekłoscyntylacyjne, półprzewodnikowe i scyntylacyjne (o konstrukcji i zasadzie działania analogicznej do spektrometrów gamma, wykorzystujące półprzewodnikowe detektory krzemowe lub scyntylacyjne detektory ZnS).
Mała przenikliwość promieniowania alfa powoduje konieczność stosowania urządzeń próżniowych oraz uzyskiwania metodami radiochemicznymi cienkich źródeł promieniotwórczych.
Spektrometr beta, przyrząd służący do rejestrowania widma promieniowania beta danej substancji (beta cząstka). Typowym spektometrem beta jest spektrometr magnetyczny złożony z komory próżniowej, silnego elektromagnesu, źródła elektronów, detektora oraz elektronicznego układu sterowania i rejestrowania.
Elektrony z rozpadów cząstek beta, zachodzących w źródle, po przeniknięciu przez szczelinę poruszają się po zakrzywionym torze dzięki prostopadłemu do kierunku ruchu elektronów jednorodnemu polu magnetycznemu. Przy danej wartości indukcji tego pola, do detektora docierają elektrony o określonej energii.
Zmieniając położenie detektora lub wartość indukcji pola magnetycznego można rejestrować wielkość strumienia elektronów o różnych energiach, czyli otrzymać widmo promieniowania beta danej substancji. W spektrometrii promieniowania beta stosuje się również spektrometry ciekłoscyntylacyjne.
Spektrometr ciekłoscyntylacyjny, spektrometr LSC, rodzaj spektrometru scyntylacyjnego służącego do pomiarów promieniowania beta lub alfa (rzadziej gamma) - wykorzystuje się w nim próbkę zawierającą radioizotop zmieszaną z ciekłym scyntylatorem. Widmo promieniowania próbki rejestrowane tu jest analogicznie jak w spektrometrze gamma.
W zaawansowanych spektrometrach ciekłoscyntylacyjnych wyspecjalizowany układ elektroniczny rozróżnia sygnały pochodzące od cząstek alfa i cząstek beta, dzięki czemu możliwa jest równoczesna rejestracja widm alfa i beta danej próbki.
Spektrometr ciekłoscyntylacyjny pozwala też wykonywać pomiary z wykorzystaniem efektu Czerenkowa wywoływanego przez wysokoenergetyczne elektrony pochodzące z niektórych rozpadów beta - w technice tej nie stosuje się ciekłych scyntylatorów, lecz jedynie roztwory wodne danej próbki.
Spektrometr gamma, przyrząd służący do otrzymywania i analizowania widm promieniowania gamma. Zbudowany jest z: analizatora wielokanałowego amplitudy (analizator amplitudy), konwertera analogowo-cyfrowego, elektronicznego przedwzmacniacza i wzmacniacza, zasilacza wysokiego napięcia oraz detektora promieniowania gamma: licznika scyntylacyjnego (np. ze scyntylatorem NaI) lub detektora półprzewodnikowego (germanowego).
Kwant promieniowania gamma przenikający przez detektor wytwarza w nim sygnał proporcjonalny do energii pozostawianej w detektorze, sygnał w postaci impulsu prądu elektrycznego jest wzmacniany, a jego amplituda analizowana i rejestrowana. Powstaje w ten sposób widmo promieniowania gamma będące rejestrem ilości kwantów gamma o energiach należących do kolejnych, względnie małych przedziałów energii przenikających detektor w określonym czasie.
Istnieją ponadto magnetyczne spektrometry gamma będące rodzajem spektrometrów beta (spektrometr par) oraz spektrometry krystaliczne promieniowania gamma, działające na takiej zasadzie jak dyspersyjne spektrometry rentgenowskie.

Spektrometr, przyrząd służący do otrzymywania i analizy widma danego rodzaju promieniowania. Można wyróżnić następujące rodzaje spektrometrów:
- spektrometr alfa,
- spektrometr beta,
- spektrometr ciekłoscyntylacyjny,
- spektrometr gamma,
- spektrometr masowy,
- spektrometr neutronów,
- spektrometr optyczny,
- spektrometr par,
- spektrometr rentgenowski,
- spektrometr rezonansu magnetycznego.

Opis: Zasada działania spektrometru optycznego. A - światło o dłuższej fali, B - światło o krótszej fali.



Spektrometr alfa, przyrząd służący do otrzymywania i analizowania widma promieniowania alfa danej substancji (alfa cząstka).
Wyróżnia się spektometry alfa: magnetyczne (o konstrukcji i zasadzie działania analogicznej do spektrometrów beta), jonizacyjne (wykorzystujące komorę jonizacyjną), spektrometry ciekłoscyntylacyjne, półprzewodnikowe i scyntylacyjne (o konstrukcji i zasadzie działania analogicznej do spektrometrów gamma, wykorzystujące półprzewodnikowe detektory krzemowe lub scyntylacyjne detektory ZnS).
Mała przenikliwość promieniowania alfa powoduje konieczność stosowania urządzeń próżniowych oraz uzyskiwania metodami radiochemicznymi cienkich źródeł promieniotwórczych.

Opis: Alfa cząstka: A) jądro, B) jądro z pomniejszoną o dwa liczbą protonów i neutronów, C) cząsteczka alfa.


Spektrometr beta, przyrząd służący do rejestrowania widma promieniowania beta danej substancji (beta cząstka). Typowym spektometrem beta jest spektrometr magnetyczny złożony z komory próżniowej, silnego elektromagnesu, źródła elektronów, detektora oraz elektronicznego układu sterowania i rejestrowania.
Elektrony z rozpadów cząstek beta, zachodzących w źródle, po przeniknięciu przez szczelinę poruszają się po zakrzywionym torze dzięki prostopadłemu do kierunku ruchu elektronów jednorodnemu polu magnetycznemu. Przy danej wartości indukcji tego pola, do detektora docierają elektrony o określonej energii.
Zmieniając położenie detektora lub wartość indukcji pola magnetycznego można rejestrować wielkość strumienia elektronów o różnych energiach, czyli otrzymać widmo promieniowania beta danej substancji. W spektrometrii promieniowania beta stosuje się również spektrometry ciekłoscyntylacyjne.

Opis: Zasada działania spektrometru beta. Autor: Mietelski Jerzy Wojciech.


Spektrograf, rodzaj prostego spektrometru (dowolnego rodzaju promieniowania) rejestrującego powstające widmo w postaci zdjęcia, zapisu rejestratora lub innego rodzaju trwałego zapisu wizualnego
















CIEKAWOSTKI :



SPECJALISTYCZNE LABORATORIUM
SPEKTROSKOPII ELEKTRONOWYCH


SPEKTROSKOPIA FOTOELEKTRONÓW

Szybki rozwój nauki o powierzchniach (surface science) wymaga nowoczesnych narzędzi badawczych. Największe znaczenie mają obecnie spektroskopie elektronowe, czyli techniki analityczne, w których nośnikami informacji o obszarze powierzchniowym są emitowane elektrony o energii poniżej 2000 eV. Najbardziej efektywną w tej chwili metodą analizy obszaru powierzchniowego jest technika spektroskopii fotoelektronów (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis - ESCA).

Aparatura.

W ramach Laboratorium Spektroskopii Elektronowych dysponujemy spektrometrem ESCALAB-210 firmy Fisons Instruments, VG Scientific. Jest to spektrometr fotoelektronów ESCA - XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) o znacznej automatyzacji sterowania i pomiaru. Przyrząd jest wyposażony w komorę preparatywną umożliwiająca przygotowanie próbki, w kontrolowanej atmosferze, temperaturze (-160o C do 800o C) i ciśnieniu (do 1 atm); śluzę umożliwiającą szybkie wprowadzanie próbek do komory pomiarowej; podstawowy układ pomiarowy, w tym ródło promieni rentgenowskich z podwójną anodą Mg i Al (alternatywnie); układ pomp umożliwiających uzyskanie ultrawysokiej próżni; elektronikę i konsole sterujące oraz komputer wraz z oprogramowaniem do sterowania pomiarem, obróbką i analizą danych. W aparaturze można usunąć warstwę powierzchniową badanego materiału bezpośrednio w komorze analizatora, przy użyciu jonów Ar+ (działo argonowe AG21).


Przygotowanie próbek do analizy powierzchni.

Próbki do analizy powierzchni mogą być dostarczone w postaci litego kawałka materiału (płytka o rozmiarach od 4 x 4 mm do 20 x 20 mm, grubość do ok. 5 mm), lub w postaci próbek krystalicznych czy proszkowych; istnieje możliwość sprasowania takich próbek w tabletkę lub przyklejenia do taśmy przewodzącej. Wymagana jest stabilność próbek w warunkach wysokiej próżni (prężność rozkładowa nie niższa niż l0-10 mbara). Do każdej próbki powinna być dołączona historia jej pochodzenia i obróbki, oraz poszukiwana informacja (skład jakościowy i ilościowy, stan chemiczny, obecność określonych pierwiastków i związków chemicznych).

Ograniczenia.

Analiza próbek zawierających w znacznych ilościach takie pierwiastki jak Hg, Te, Cs, K, Na, As, J, Zn, Se, P, S itp. lub ich związki nie będzie wykonywana ze względu na możliwość uszkodzenia analizatora. Próbki, które w wyniku rozkładu w warunkach ultrawysokiej próżni oraz działania promieniowania rentgenowskiego powodują wydzielanie się lotnych związków jak np.: H20, HCl, H2S itp. nie mogą być również analizowane.


Opracowanie wyników.

Standardowo wyniki opracowywane są przy wykorzystaniu programów pakietu ECLIPSE. Obejmują one analizę jakościową, tj identyfikację pierwiastków obecnych na powierzchni oraz ich form stopnia utlenienia obecnych na powierzchni, a także w niektórych przypadkach - analizę ilościową. Istnieje również możliwość wykonania analizy ilościowej w oparciu o opracowany w naszym Zakładzie pakiet programowy realizujący metodę "multiline" [A. Jablonski, B. Lesiak, L. Zommer, M.F. Ebel, H. Ebel, Y. Fukuda, Y. Suzuki, S. Tougaard, Surface and Interface Analysis, vol. 21, 724-30 (1994)]. Wyniki przekazywane są w postaci raportu zawierającego widma badanych próbek w formie graficznej lub (na życzenie) w formie cyfrowej na dyskietkach, zapisane w kodzie ASCII.
SPEKTROSKOPIA ELEKTRONÓW AUGERA (AES)
I SPEKTROSKOPIA PIKU ELASTYCZNEGO (EPES)


Aparatura.

W ramach Laboratorium Spektroskopii Elektronowych dysponujemy spektrometrem elektronów Augera (AES) częściowo skonstruowanym w Instytucie Chemii Fizycznej PAN, wyposażonym w anlizator z podwójnym przejściem (DCMA) wyprodukowanym przez firmę Physical Electronics, USA, o rozdzielczości energetycznej - 0.6 %. Działo elektronowe umieszczone jest na osi analizatora. Maksymalna energia wiązki elektronów wynosi 2500 eV. Ponadto, spektrometr elektronów Augera wyposażony jest w działo jonowe DJ-2, wykonane w OBREP, Warszawa, Polska oraz w manipulator produkcji Vacuum Generators, UK. Działo jonowe DJ-2 umożliwia trawienie powierzchni próbek do energii jonów Ar+ 2000 eV. Komora oraz układ pompowy (próżni wstępnej i końcowej), rodzimej produkcji, pozwalają na osiągnięcie próźżni końcowej od 10-10 do 10-9 Torr. Układ posiada system automatycznego gromadzenia i przetwarzania danych SKANP (Politechnika Warszawska, Polska) podłączony do komputera.

Przygotowanie próbek do analizy powierzchni.

Próbki do analizy powinny być w postaci litego kawałka materiału o minimalnych wymiarach od 4 mm x 4 mm do 20 mm x 20 mm i o grubości nie przekraczającej 5 mm. Istnieje możliwość badania próbek proszkowych, po uprzednim sprasowaniu ich w postać tabletki. Ograniczeniem badanego preparatu jest jego przewodnictwo. Z reguły spektroskopia elektronów Augera jest przystosowana do badania próbek przewodzących. Istniej też możliwość badania próbek półprzewodnikowych.

Opracowanie wyników.

Spektrometr jest wykorzystywany do gromadzenia widm elektronów Augera (spektroskopia AES) oraz widm elektronów elastycznie rozproszonych na powierzchni ciała stałego (spektroskopia piku elastycznego - EPES).
Spektroskopia AES pozwala na oszacowanie powierzchniowych zanieczyszczeń oraz na analizę ilościową powierzchni. Przykład takiej analizy został niedawno opublikowany [M. Krawczyk, B. Lesiak, L. Zommer and A. Jablonski, Surf. Interface Anal. 25, 356 (1997)].
Spektroskopia elektronów Augera (AES) pozwala na analizę pierwiastkową jakościową składu powierzchni ciał stałych w oparciu o położenie obserwowanych pików. Ponadto, istnieje możliwość analizy stanu chemicznego atomów w oparciu o kształt widm AES. Analiza taka opiera się na standardach widm elektronów Augera rejestrowanych na obiektach o dobrze sprecyzowanym stanie chemicznym. W Zakładzie Fizykochemii Powierzchni ICHF po raz pierwszy zastosowano metodę rozpoznawania obrazów (metoda "k" najbliższych sąsiadów) do analizy kształtu widm elektronów Augera. Metoda ta została wykorzystana do analizy stanu chemicznego atomów na powierzchni ciał stałych m. in. w węglach, polimerach, tlenkach krzemu i wybranych półprzewodnikach [B. Lesiak, P. Mrozek, A Jablonski and A. Jozwik, Surf. Interface Anal. 6, 121 ( 1986); B. Lesiak, M. Zagórska, A. Jablonski and A. Jozwik, Surf Interface Anal. 12, 461 ( 1988); J. Zemek, T. Vystrcil, B. Lesiak and A. Jablonski, Appl. Surf. Sci. 70/71, 299 (1993); J. Zemek, B. Lesiak and A. Jablonski, J. Electr. Spectrosc. Rel. Phenomen. 60, 13 (1992)].
Spektroskopia piku elastycznego (ang. Elastic Peak Electron Spectroscopy - EPES) pozwala na wyznaczanie bardzo istotnego parametru analizy ilościowej, średniej nieelastycznej drogi swobodnej (ang. Inelastic Mean Free Path - IMFP) metodą doświadczalną. Metoda ta została opracowana w ICHF PAN. Dotychczas opublikowano bardzo dużo wartości średniej nieelastycznej drogi swobodnej dla różnych obiektów [B. Lesiak, A Jablonski, Z. Prussak and P. Mrozek, Surf Sci. 223, 213 (1989); B. Lesiak, A Jablonski and G. Gergely, Vacuum 40, 363 (1989)].