Photoelektronenspektrometer (XPS)

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Art und Zusammensetzung der Grenzflächen in Böden steuern maßgeblich die Bodenreaktivität und damit wichtige Bodenfunktionen. Photoelektronenspektroskopie (XPS) nutzt die Bindungsenergie der Photoelektronen zur Identifizierung von Elementen sowie ihrer Oxidations- und Bindungszustände. Dank einer Tiefenauflösung von <10 nm bei einer lateralen Ortsauflösung von <3 µm eignet sich XPS in idealer Weise zur Untersuchung von Grenzflächen. Moderne XPS erlaubt zudem die aufladungsfreie Analyse elektrischer Nichtleiter (Minerale, organische Substanz). Der Einsatz von XPS ermöglicht die umfassende Analyse der Oberflächeneigenschaften organischer und mineralischer Bodenbestandteile sowie der Oberflächenreaktionen (Verwitterung, Adsorption, Fällung, Aggregation) in Böden. Mittels neuer Sputter-Techniken unter Einsatz monomerer und polymerer Argonionen lassen sich artefaktfreie Untersuchungen zur Tiefenverteilung von Elementen in Mineralen, Gesteinen und Bodenaggregaten sowie über C- und N-Bindungsformen organischer Substanz durchführen. Die Verwendung von Silberanoden als Strahlenquelle ermöglicht nun auchdie detailliertere Untersuchung der Bindungsumgebung von Elementen wie Silizium und Phosphor. Seine enorme analytische Flexibilität macht XPS zur Methode der Wahl zur Untersuchung der Oberflächeneigenschaften und Reaktivität von Böden aber auch von Mineralen und Gesteinen.