Auger spektroskopi

Augerspektroskopi  är en metod för elektronspektroskopi baserad på analys av energifördelningen av elektroner som härrör från Augereffekten .

Enligt metoden för att få information om ytan delas analysmetoder in i emission, som använder emission av partiklar som ett resultat av påverkan på ytan av olika faktorer (temperatur, elektriskt fält), och sondering, baserat på emissionen av partiklar eller strålning som verkar på ytan som studeras. Augerelektronspektroskopi är en sonderingsmetod. Den är baserad på analysen av fördelningen av energin hos elektroner som emitteras av ämnet som studeras under verkan av en stråle av primära elektroner, och separationen från det totala energispektrumet av de som uppstod som ett resultat av Auger-processen. Deras energi bestäms av energistrukturen hos skalen av atomer som är involverade i processen, och strömmen i den första approximationen bestäms av koncentrationen av sådana atomer.

Auger-processer visar sig när ytan på en fast kropp bombarderas av långsamma elektroner med energi E från 10 till 10000 eV. Beskjutningen av fasta ämnen i vakuum åtföljs av sekundär elektronemission . Sammansättningen av de utsända sekundära elektronerna inkluderar, förutom de sekundära elektronerna själva, elastiskt och oelastiskt spridda primära elektroner.

Augerelektronernas natur

När ytan på ett material bombarderas med elektroner med en energi som är tillräcklig för att jonisera ett av de inre skalen i en atom, till exempel K, uppstår en primär tomhet, som omedelbart (på 10–16–10–14 s ) fylls med en elektron överförd från ett annat skal av atomen, till exempel M. V, blir resultatet en sekundär vakans. Om E K och E M  är de energier som krävs för att överföra en elektron från K- och M-nivåerna till oändligheten, så är energin som frigörs under en sådan övergång lika med E K  - E M . Denna skillnad i energi kan fördelas genom olika kanaler. Å ena sidan, i form av ett frigjort kvantum av karakteristisk röntgenstrålning hv = E K  - E M (strålningsövergång), och å andra sidan överförs det till elektronen i atomens yttre skal, till exempel N (strålningsövergång eller skruvövergång). Energi | E K  - E M | - E N kan vara positiv (eller lika med noll). I detta fall sänds elektronen ut i vakuum och registreras som en Auger-elektron. Sannolikheten för dess frisättning beror på atomnumret Z för de studerade materialatomerna. Eftersom sannolikheten för en strålningsövergång ökar med ökande Z (i proportion till Z 4 ), minskar sannolikheten för uppkomsten av en Auger-övergång. För lätta element är den alltså cirka 95 % och för element med Z>70 överstiger den inte 10 %. Utrymningsdjupet för Auger-elektroner d 0 i energiområdet som är av intresse för Auger-elektronspektroskopi är 5–10 monoatomiska lager. Därför kan vi säga att informationen som erhålls med denna metod hänvisar till området nära ytan av provet som studeras.

De emitterade elektronerna från alla element som har uppstått som ett resultat av Auger-processen kännetecknas alltid av vissa energivärden. Därför, om vi analyserar energierna hos elektroner som emitteras av ett ämne under verkan av en stråle av primära elektroner, väljer från det totala energispektrumet de elektroner som uppstod som ett resultat av Auger-processen och bestämmer deras energier, då kan vi dra slutsatsen att det finns ett element på ytan.

Faktorer som påverkar intensiteten av Auger-elektronemission

Emissionsintensiteten för Auger-elektroner påverkas avsevärt av olika faktorer, såsom beroendet av joniseringstvärsnittet av de inre nivåerna av atomer på energin hos primära elektroner, det omvända flödet av spridda elektroner, sannolikheten för en atomövergång till en oexciterat tillstånd med utseendet av en foton och andra processer.

Beroende av nivåjoniseringstvärsnittet på elektronenergin hos primärstrålen

Eftersom värdet av energin hos primära elektroner E är en viktig faktor vid bildandet av primära vakanser i atomer, bör dess förändring avsevärt påverka värdet på strömmen av Auger-elektroner.

Inverkan av infallsvinkeln för primära elektroner på antalet Auger-elektroner

Processens geometri, nämligen infallsvinkeln för elektroner på provet och detekteringsvinkeln för Auger-elektroner, har en signifikant effekt på Auger-elektronernas ström. Vi talar om vinkeln mellan riktningen för den primära elektronstrålen och normalen till ytan som studeras och vinkeln mellan normalen och riktningen för Auger-elektronerna som kommer in i detektorn.

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk