Elektronenspektrometrie für chemische Analyse (ESCA)

ist eine zerstörungsfreie Methode zur qualitativen und quantitativen Oberflächenanalyse (Nachweis von chemischen Elementen und Verbindungen). Man bestrahlt die zu untersuchende Probe im Hochvakuum mit einer Röntgenstrahlung von definierter Energie h ∙ υ (einige keV), wobei Elektronen aus den inneren Schalen der Elemente herausgeschlagen werden. Durch Messung der kinetischen Energie Ekin der Elektronen erhält man deren ursprüngliche Bindungsenergie EBind im Atom nach der Formel:

EBind = h υ - Ekin

Da die Bindungsenergie der Elektronen in den inneren Schalen von der chemischen Umgebung des jeweiligen Atoms abhängt, kann man mit Hilfe des ESCA-Verfahrens verschiedene Verbindungen des gleichen Elements unterscheiden (z.B. metallisches Chrom und Chromtrioxid). Die Informationstiefe liegt bei ca. 1 – 10 nm, so dass auch eine Erfassung der an einer Oberfläche vorliegenden Adsorptions- und Oxidationsschichten möglich ist.