L3 y L2 fotoelectrón L2,3 VV Mapas de coincidencia de electrones Auger de Cu (a) y Co (b) junto con el espectro de fotoelectrones coincidentes adquirido por la integración de los mapas a lo largo de la energía cinética del electrón Auger. Las regiones elegidas para un análisis más detallado están marcadas como líneas de color sólidas en los espectros de suma de energía de enlace (verde, rojo y azul).
Los metales de transición y los metales no ferrosos como el cobre, el níquel y el cobalto no solo son adecuados como materiales en ingeniería y tecnología, sino también para una amplia gama de aplicaciones en electroquímica y catálisis.
Sus propiedades químicas y físicas están relacionadas con la ocupación de las capas exteriores del orbital d alrededor de los núcleos atómicos. Los niveles energéticos de los electrones así como su localización o deslocalización se pueden estudiar en la fuente de rayos X BESSY II, que ofrece una potente radiación de sincrotrón.
Cobre, níquel, cobalto
El equipo del Uppsala-Berlin Joint Lab (UBjL) formado por el Prof. Alexander Föhlisch y el Prof. Nils Mårtensson ha publicado ahora nuevos resultados sobre muestras de cobre, níquel y cobalto. Confirmaron hallazgos conocidos para el cobre, cuyos electrones d están localizados atómicamente, y para el níquel, en el que los electrones localizados coexisten con los electrones deslocalizados.
Sin embargo, en el caso del elemento cobalto, que se usa para baterías y como aleación en celdas de combustible, los hallazgos anteriores fueron contradictorios porque la precisión de la medición no fue suficiente para hacer afirmaciones claras.
Espectroscopía combinada con detectores de alta sensibilidad
En BESSY II, el laboratorio conjunto Uppsala-Berlín ha puesto en marcha un instrumento que permite realizar mediciones con la precisión necesaria. Para determinar la localización o deslocalización electrónica, se utiliza la espectroscopia de coincidencia de fotoelectrones Auger (APECS).
APECS requiere los espectrómetros electrónicos de "Tiempo de vuelo resuelto en ángulo" (ArTOF) recientemente desarrollados, cuya eficiencia de detección supera la de los analizadores hemisféricos estándar en órdenes de magnitud. Equipada con dos espectrómetros de electrones ArTOF, la estación terminal CoESCA@UE52-PGM supervisada por el científico de la UBjL Dr. Danilo Kühn es única en el mundo.
Análisis de materiales (catalíticos)
En el caso del elemento cobalto, las mediciones ahora revelaron que los electrones d del cobalto pueden considerarse altamente deslocalizados. "Este es un paso importante para la determinación cuantitativa de la localización electrónica en una variedad de materiales, catalizadores y procesos (electro)químicos", señala Föhlisch.
La Royal Society of Chemistry seleccionó el artículo como un Artículo CALIENTE de 2022 porque este método de medición podría despertar el interés de la comunidad investigadora en general. La estación final también está disponible para usuarios internacionales en BESSY II, quienes pueden solicitar tiempo de haz dos veces al año.
La investigación fue publicada en Physical Chemistry Chemical Physics . Magnetismo ultrarrápido:interacciones electrón-fonón examinadas en BESSY II
