Auger spektroskopi
Augerspektroskopi er en metode til elektronspektroskopi baseret på analyse af energifordelingen af elektroner som følge af Auger-effekten .
Ifølge metoden til at opnå information om overfladen er analysemetoder opdelt i emission, som bruger emission af partikler som følge af påvirkningen på overfladen af forskellige faktorer (temperatur, elektrisk felt) og sondering, baseret på emissionen af partikler eller stråling, der virker på overfladen under undersøgelse. Auger-elektronspektroskopi er en sonderingsmetode. Det er baseret på analysen af fordelingen af energien af elektroner, der udsendes af det undersøgte stof under påvirkning af en stråle af primære elektroner, og adskillelsen fra det samlede energispektrum af dem, der opstod som et resultat af Auger-processen. Deres energi bestemmes af energistrukturen af skallerne af atomer involveret i processen, og strømmen i den første tilnærmelse bestemmes af koncentrationen af sådanne atomer.
Auger-processer manifesterer sig, når overfladen af et fast legeme bliver bombarderet af langsomme elektroner med energi E fra 10 til 10000 eV. Bombardementet af faste stoffer i et vakuum er ledsaget af sekundær elektronemission . Sammensætningen af de udsendte sekundære elektroner omfatter ud over selve sekundære elektroner elastisk og uelastisk spredte primære elektroner.
Naturen af Auger-elektroner
Når overfladen af et materiale bombarderes med elektroner med en energi, der er tilstrækkelig til at ionisere en af de indre skaller af et atom, for eksempel K, opstår der en primær tomhed, som øjeblikkeligt (på 10-16-10-14 s ) udfyldes med en elektron overført fra en anden skal af atomet, for eksempel M. V, er resultatet en sekundær ledig stilling. Hvis E K og E M er de energier, der kræves for at overføre en elektron fra K- og M-niveauerne til det uendelige, så er energien, der frigives under en sådan overgang, lig med E K - E M . Denne forskel i energi kan fordeles gennem forskellige kanaler. På den ene side, i form af et frigivet kvantum af karakteristisk røntgenstråling hv = E K - E M (strålingsovergang), og på den anden side overføres det til elektronen i atomets ydre skal, for eksempel N (strålingsovergang eller snegleovergang). Energi | E K - E M | - E N kan være positiv (eller lig med nul). I dette tilfælde udsendes elektronen i vakuum og registreres som en Auger-elektron. Sandsynligheden for dets frigivelse afhænger af atomnummer Z for de undersøgte materialeatomer. Da sandsynligheden for en strålingsovergang stiger med stigende Z (i forhold til Z 4 ), falder sandsynligheden for fremkomsten af en Auger-overgang. For lette elementer er den således ca. 95 %, og for elementer med Z>70 overstiger den ikke 10 %. Udslipsdybden for Auger-elektroner d 0 i energiområdet, der er af interesse for Auger-elektronspektroskopi, er 5-10 monoatomiske lag. Derfor kan vi sige, at oplysningerne opnået ved denne metode refererer til området nær overfladen af prøven under undersøgelse.
De udsendte elektroner af ethvert element, der er opstået som et resultat af Auger-processen, er altid kendetegnet ved visse energiværdier. Derfor, hvis vi analyserer energierne af elektroner udsendt af et stof under påvirkning af en stråle af primære elektroner, udvælger fra det samlede energispektrum de elektroner, der opstod som et resultat af Auger-processen og bestemmer deres energier, så kan vi konkludere, at der er et element på overfladen.
Faktorer, der påvirker intensiteten af Auger-elektronemission
Auger-elektronernes emissionsintensitet påvirkes væsentligt af forskellige faktorer, såsom afhængigheden af ioniseringstværsnittet af de indre niveauer af atomer af energien af primære elektroner, den omvendte strøm af spredte elektroner, sandsynligheden for en atomovergang til en uophidset tilstand med udseendet af en foton og andre processer.
Afhængighed af niveauioniseringstværsnittet af den primære stråles elektronenergi
Da værdien af energien af primære elektroner E er en vigtig faktor i dannelsen af primære tomrum i atomer, bør dens ændring signifikant påvirke værdien af strømmen af Auger-elektroner.
Indflydelse af indfaldsvinklen af primære elektroner på antallet af Auger-elektroner
Processens geometri, nemlig indfaldsvinklen for elektroner på prøven og vinklen for detektion af Auger-elektroner, har en signifikant effekt på strømmen af Auger-elektroner. Vi taler om vinklen mellem retningen af den primære elektronstråle og normalen til overfladen under undersøgelse og vinklen mellem normalen og retningen af Auger-elektronerne, der kommer ind i detektoren.
Litteratur
- T. A. Carlson; om. fra engelsk: I. A. Brytov, N. I. Komyak, V. V. Korablev. Fotoelektronisk og Auger-spektroskopi. - L . : Mashinostroenie, 1981. - 431 s.
- Parilis, E. S. Snegleffekten . - Tash. : Fan, 1969. - 211 s.
- Siegban K., Nordling K., Falman A. et al. Elektronspektroskopi. - M . : Mir, 1971. - 493 s.
- Popov VF, Gorin Yu. N. Processer og installationer af elektron-ion-teknologi. - M . : Højere. skole, 1988. - 255 s. — ISBN 5-06-001480-0 .
- J. Maan, V. Spicer, A. Liebsch et al. Elektronisk og ionspektroskopi af faste stoffer / L. Firmans, J. Vannick, V. Dekeyser. - M . : Mir, 1981. - 467 s.
Links
- Jenkins, Leslie H.; M.F. Chung. Snegleelektronenergier af de ydre skalelektroner (engelsk) // Surface Science: journal. - 1970. - September ( bind 22 , nr. 2 ). - S. 479-485 . - doi : 10.1016/0039-6028(70)90099-3 . - .
- Larkins, FP Semiempiriske snegle-elektronenergier for grundstoffer 10 ≤ Z ≤ 100 (catalansk) // Atomdata og nukleare tabeller. - 1977. - Octubre ( bind 20 , nr. 4 ). - s. 311-387 . - doi : 10.1016/0092-640X(77)90024-9 . - .
- (fransk) Burhop, EHS Le rendement de fluorescence (engelsk) // Journal de Physique et le Radium : journal. - 1955. - Juli ( bind 16 , nr. 7 ). - s. 625-629 . - doi : 10.1051/jphysrad:01955001607062500 .
- Worthington, CR; .G Tomlin. Intensiteten af emission af karakteristisk røntgenstråling // Proceedings of the Physical SocietyA: dagbog. - 1956. - Maj ( bind 69 , nr. 5 ). - S. 401-412 . - doi : 10.1088/0370-1298/69/5/305 . - .
- Paparazzo, E. Kommentar til 'AES og SAM mikroanalyse af strukturkeramik ved at fortynde og belægge bagsiden.' Yu og Jin // Overflade- og grænsefladeanalyse : journal. - 2001. - December ( bind 31 , nr. 12 ). - S. 1110-1111 . - doi : 10.1002/sia.1144 .
 Ordbøger og encyklopædier |
|---|