La espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS) es uno de los métodos de caracterización más utilizados en la ciencia aplicada de superficies. Se utiliza en estudios de catálisis heterogénea, degradación medioambiental, corrosión, fabricación de recubrimientos superficiales y otros procesos diversos. Sin embargo, el valor práctico de las mediciones XPS se ve actualmente afectado negativamente por problemas generalizados en el análisis de los espectros registrados. Estos problemas se han debatido ampliamente en la literatura científica reciente, y los problemas con el ajuste de picos y la asignación de picos en XPS a nivel de núcleo se han identificado como una fuente de errores significativos en el análisis de espectros XPS. Estos problemas pueden limitar la cantidad de información química útil que la XPS es capaz de proporcionar y, además, la asignación incorrecta de picos puede llevar a conclusiones erróneas sobre la química subyacente. El objetivo de este proyecto de investigación es abordar estos problemas permitiendo y fomentando un uso más extendido de los métodos computacionales en la interpretación de los espectros XPS experimentales, y convertir así la espectroscopía XPS en un método de caracterización más fiable y útil. En concreto, se quieren hacer accesibles a una comunidad más amplia de investigadores los métodos computacionales existentes para calcular las energías de enlace de los electrones del núcleo y simular los espectros a nivel del núcleo, y mejorar estos métodos para que satisfagan mejor las necesidades de los usuarios de XPS.

El proyecto desarrollará nuevas implementaciones del método ΔSCF y del enfoque GW + acumulado, eficientes desde el punto de vista computacional y fáciles de utilizar. Se llevarán a cabo casos de estudio para poner a prueba los límites de las teorías actuales a la hora de guiar el análisis de espectros reales, se organizarán talleres y se escribirán tutoriales para aumentar los usuarios de técnicas computacionales. El trabajo previsto será llevado a cabo por un equipo internacional, interdisciplinario e intersectorial de expertos en espectroscopia teórica, desarrolladores de códigos de estructura electrónica, usuarios de XPS y fabricantes de instrumentos.

Participantes: Tartu Ulikool (Coordinador) (Estonia); Instituto IMDEA Energía (España).

Associated Partners: Lunds Universitet (Suecia); Duke University (Estados Unidos); SPECS Surface Nano Analysis GmbH (Alemania); Xiamen University (China); The regents of the University of California (Estados Unidos); Scienta Omicron GmbH (Alemania); Imperial College of Science Technology and Medicine (Reino Unido); The University of Warwick (Reino Unido); University College London (Reino Unido)

Entidad financiadora/programa: Este proyecto ha recibido financiación del Programa Marco de Investigación e Innovación de la Unión Europea Horizonte Europa (Acuerdo de subvención Nº 101131173

Convocatoria: HORIZON-MSCA-2022-SE-01

Tipo de acción: HORIZON TMA MSCA Staff Exchanges

Periodo de realización: Enero 2024 –Diciembre 2027

Subvención Instituto IMDEA Energía: 55.200,00 €

Investigador principal: Dr. Freddy Oropeza