ОЖЕ-ЭФФЕКТ

ОЖЕ-ЭФФЕКТ

       

процесс, включающий в себя заполнение эл-ном вакансии, образованной на одном из внутр. у ровней энергии атома, с передачей безызлучат. путём выделенной при этом энергии эл-ну другого (вышележащего) уровня и переводом его в возбуждённое состояние. Если переданная энергия достаточна, то возбуждённый эл-н покидает атом (оже-электрон). В результате О.-э. в атоме вместо одной (первичной) вакансии возникают две новые (вторичные) на более высоких уровнях энергии. Первичная вакансия может быть образована, напр., при облучении атома фотонами, эл-нами, ионами соответствующих энергий.

В обозначении оже-переходов сначала указывают уровень, на к-ром образована первичная вакансия, затем уровень, эл-н к-рого заполнил эту вакансию, и последним — уровень, к-рый покинул оже-электрон (напр., КL1М1-, KM2M2-переходы). Оже-электроны обычно делят на серии и группы: серия характеризует положение первичных вакансий (напр., К-, L-серии), группа — положение вторичных (напр., К— L1M2-, К — M2N1-группы).

Уровни энергии и оже-переходы в металлах: 1 — КL1М2-переход; 2 — КL1L2-переход; 3 — KL2L2-nepexoд; 4 — L1M2V-nepexод; 5 — L1VV-переход (переходы 4 и 5 происходят с участием валентной зоны).

О.-э. может наблюдаться не только в изолированных атомах, но и в конденсированных средах. В тв. теле наряду с переходами между внутр. уровнями энергии атома наблюдаются переходы с участием эл-нов валентной зоны (рис.).

Обычно оже-электроны экспериментально наблюдают в виде потоков эл-нов с определ. энергиями, не зависящими от энергии возбуждающих ч-ц. Первичная вакансия заполняется эл-ном вышележащего уровня за время 10-14—10-17 с, это приводит к тому, что мин. ширины оже-линий составляют неск. эВ (см. ШИРИНА СПЕКТРАЛЬНЫХ ЛИНИЙ). В тех случаях, когда переходы включают эл-ны валентной зоны, её энергетич. структура также влияет на ширину и форму оже-линий. В хим. соединениях могут наблюдаться переходы с участием уровней энергии разл. атомов, входящих в соединение, в атомах, адсорбированных на подложках,— уровней энергии атомов адсорбата и подложки.

О.-э. проявляется во всех случаях (наряду с излучат. процессами), когда возникает вакансия на одном из внутр. уровней энергии атомов. В природе они могут создаваться косм. ч-цами, блуждающими эл-нами, в эксперим. установках — с помощью специально создаваемых потоков фотонов, эл-нов или ионов. Переходы ат. ядра из возбуждённого состояния в нормальное могут сопровождаться передачей энергии одному из внутр. эл-нов атома — происходят процессы, аналогич. О.-э.

О.-э. наз. по имени франц. физика П. Оже (P. Auger), открывшего в 1925 V-образные пары электронных треков при наблюдении в камере Вильсона ионизации под действием рентг. излучения.

Частным случаем О.-э. явл. эффект Костера — Кронига, когда первичная и одна из вторичных вакансий принадлежат одной и той же оболочке.

О. э. применяется в оже-спектроскопии.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.

ОЖЕ-ЭФФЕКТ

- эмиссия электрона изатома, происходящая в результате безызлучат. перехода при наличии в атомевакансии на внутр. электронной оболочке. Эфект обнаружен П. Оже (P. V.Auger) в 1925 г.
Оже-процесс можно разделить на две стадии. <Первая - ионизация атома внеш. излучением (рентгеновским, быстрыми электронами, <ионами) с образованием вакансии на одной из внутр. оболочек. Такое состояниеатома неустойчиво, и на второй стадии происходит заполнение вакансии электрономодного из вышележащих уровней энергии атома. Выделяющаяся при этом энергияможет быть испущена в виде кванта характеристич. рентг. излучения, но можетбыть передана третьему атомному электрону, к-рый в результате вылетаетиз атома, т. е. происходит О.-э.
Значения кинетич. энергии вылетающих электронов (т. н. оже-электронов) не зависят от энергии частицвнеш. излучения. Значения характерны для атомов определ. хим. элемента и равны разности энергий возбуждённыхсостояний атома:

где - энергия ионизов. атома с вакансией на внутр. оболочке,- энергия атома после заполнения вакансии одним из электронов атома,- пороговая энергия вылета оже-электрона из однократно ионизов. атома. <Значения для разл. атомов и разл. квантовых переходов в них лежат в пределах от50 до 3000 эВ. Вследствие конечности времени жизни возбуждённого состояния атома, ионизованного на первой стадии, существуетразброс значений кинетич. энергий оже-электронов:

В оже-процессе с той или иной вероятностьюмогут принять участие электроны разл. атомных оболочек, поэтому энергетич. <спектр вылетающих из атома оже-электронов (оже-спектр) содержит до неск. <десятков перекрывающихся между собой оже-линий.
О.-э. происходит не только в изолиров. <атомах, но и в молекулах (число оже-линий значительно возрастает), а такжев твёрдых телах. В последнем случае наряду с переходами между внутр. уровнямиэнергии наблюдаются переходы с участием электронов валентной зоны, причёмширина зоны и плотность состояний в ней влияют на форму оже-линий. Изучениеэнергетич. структуры и осуществление хим. анализа вещества -предмет оже-спектроскопии.
Для обозначения оже-переходов применяютправило: если первичная вакансия находилась в электронном К -слое, <её заполнение произошло путём перехода электрона из L -слоя, а энергиябыла передана электрону М -слоя, то оже-электрон наз. КЛМ -электроном(так же обозначают и соответствующий переход и оже-линию в спектре). Переходыс участием электронов валентной зоны обозначают буквой V (напр.,переход LVV).
Особый случай О.-э. представляет собойпроцесс, при к-ром вакансия заполняется электроном того же электронногослоя (т. е. электроном с тем же главным квантовым числом). Такие переходы(напр., L₁L₂M )наз. переходами Костера- Кронига.
В ядерной физике эффект, аналогичный О.-э.,когда энергия возбуждённого ядра передаётся одному из атомных электронов, <носит назв. внутр. конверсии (см. Конверсия внутренняя). В отличиеот оже-электропов, кинетич. энергия конверсионных электронов составляетнеск. МэВ.

Лит.: Парилис Э. С., Эффект Оже, <Таш., 1969; Сhattarji D., The theory of Auger transitions, L. - - N. Y.,1976.

С. Л. Дударев.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.