Auger-effekten (Auger-effekten) är flykten av en atomisk skalelektron på grund av en icke-strålningsövergång i atomen vid avlägsnande av excitationen till följd av bildandet av en tomhet av någon anledning på ett av de inre skalen. En vakans kan uppstå när en annan elektron slås ut av röntgen- eller gammastrålning, elektronpåverkan , såväl som som ett resultat av kärnprocesser - intern omvandling under övergången mellan nivåer av kärnan eller elektroninfångning av kärnan (en av typerna av beta-förfall ) [1] . Detta fenomen upptäcktes och publicerades första gången 1922 av Lise Meitner [2] . Pierre Auger , som gav effekten dess namn, upptäckte den självständigt 1923 baserat på en analys av molnkammarexperiment [3] .
Tillståndet för en positiv jon med en vakans som bildas på det inre elektronskalet är instabil, och det elektroniska delsystemet försöker minimera excitationsenergin genom att fylla tomrummet med en elektron från en av de högre elektroniska nivåerna. Den energi som frigörs under övergången till en lägre nivå kan antingen sändas ut i form av ett kvantum av karakteristisk röntgenstrålning , eller överföras till en tredje elektron, som tvingas lämna atomen. Den första processen är mer sannolik för en elektronbindningsenergi som överstiger 1 keV , den andra för lätta atomer och en elektronbindningsenergi som inte överstiger 1 keV .
Den andra processen kallas vid namnet på dess upptäckare Pierre Auger - "Auger-effekten", och elektronen som frigörs i denna process, till vilken överskottsenergin överfördes, är Auger-elektronen . Den kinetiska energin hos en Auger-elektron beror inte på energin hos den exciterande strålningen, utan bestäms av strukturen hos atomens energinivåer . Spektrum av Auger-elektroner är diskret (i motsats till de kontinuerliga spektra av elektroner som produceras i kärnornas beta-sönderfall). Bindningsenergin E för elektronen till vilken excitationsenergin E in överförs under Auger-processen måste vara mindre än E in . Den kinetiska energin för en Auger-elektron är lika med skillnaden mellan excitationsenergin och bindningsenergin: E till = E in − E st . Typiska kinetiska energier för Auger-elektroner för olika atomer och övergångar sträcker sig från tiotals eV till flera keV.
Efter att en Auger-elektron har försvunnit förblir en tom plats på sin plats, så skalet är fortfarande i ett exciterat tillstånd (energin för den kvarvarande excitationen är lika med bindningsenergin för den emitterade Auger-elektronen). Vakansen, om den inte är på den högsta nivån, fylls av en elektron från ett högre skal, och energin förs bort av emissionen av en karakteristisk röntgenfoton eller en ny Auger-elektron. Detta sker tills vakanserna flyttar till det översta skalet (i en fri atom) eller fylls med elektroner från valensbandet (när atomen är i en substans). Som ett resultat av Auger-övergången som initieras av utslagningen av en elektron genom extern strålning eller effekten av intern omvandling, blir en fri atom åtminstone en dubbelladdad positiv jon (den första joniseringen är att en elektron slås ut, den andra är emissionen av en Auger-elektron). Som ett resultat av Auger-effekten som initieras av elektroninfångning kan en enkelladdad positiv jon bildas (eftersom laddningen av atomkärnan minskar med en som ett resultat av elektroninfångning).
Energin i en vakans kan överföras med en sannolikhet som inte är noll till någon av elektronerna från högre nivåer, så spektrumet av Auger-elektroner består vanligtvis av många linjer. Medeltiden τ från uppkomsten av en ledig plats till dess att den fylls är ändlig (och liten), därför har Auger-linjerna en ändlig bredd Δ E ≈ ħ /τ ~ 1...10 eV motsvarande avklingningsbredden Γ av en givet atomärt tillstånd.
Augerövergångar i en kondenserad materia kan uppstå på grund av fyllningen av vakanser med valensbandelektroner, som ett resultat av vilket bredden på Auger-linjerna ökar jämfört med övergångar i enstaka atomer. Augerövergångar kan också förekomma i fria molekyler. Det molekylära Auger-spektrumet är mycket mer komplicerat än Auger-spektrat av enstaka atomer.
Ett specialfall av Auger-effekten, där en vakans fylls av en elektron från den yttre undernivån av samma skal, kallas Koster-Kronig-övergången. I det fall då den emitterade elektronen också tillhör samma skal kallas effekten Koster-Kronig-superövergången. Coster-Kronig-effekten fick sitt namn efter de holländska fysikerna Dirk Coster och Ralph Kronig som upptäckte den .
Det används i Auger-spektroskopi , en metod baserad på analys av energifördelningen av elektroner som genereras som ett resultat av Auger-effekten.