электронная Оже-спектроскопия


электронная Оже-спектроскопия
Термин
электронная Оже-спектроскопия
Термин на английском
Auger electron spectroscopy
Синонимы
Оже-спектроскопия
Аббревиатуры
ЭОС, AES
Связанные термины
ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
Определение

метод анализа химического состояния и химического состава, в основе которого лежит измерение энергий и интенсивностей токов электронов, возникающих при взаимодействии с атомами, молекулами и поверхностью твердого тела в результате оже-эффекта.

Описание

В основе лежит оже-эффект, который открыл французский физик Пьер-Виктор Оже (Pierre Victor Auger) в 1920-х годах. Электроны, испытавшие ряд переходов в атоме, имеют энергию, характерную для данного сорта атома, что обеспечивает элементную селективность метода. Интенсивность пучка эмитированных электронов также несет количественную информацию. Малая толщина анализируемого слоя (1 – 2 нм) является следствием того, что электроны с энергией 5 – 2000 эВ, используемые для анализа, сильно рассеиваются в твердом теле.

Принцип оже-процесса схематически представлен на рис.1. Первичный электрон, обычно имеющий энергию в диапазоне 2-10 кэВ, выбивает электрон с глубокого уровня, после чего оба электрона покидают атом. На рис. 1а показано образование электронной вакансии на К-уровне. Эта вакансия заполняется электроном с более высокого уровня, скажем, с L1-уровня. Ионизированный атом оказывается в сильно возбужденном состоянии и быстро релаксирует в более низкое по энергии состояние в результате одного из двух возможных процессов:

  • оже-эмиссии (безызлучательного перехода),
  • рентгеновской флуоресценции (излучательного перехода),

показанных на рисунках 1а и 1б, соответственно. Рентгеновская флуоресценция и оже-эмиссия - это конкурирующие процессы. Для низкоэнергетических переходов (E<500 эВ), и, в особенности, для легких элементов рентгеновская флюоресценция незначительна, и оже-эмиссия преобладает. Только при энергиях порядка 2000 эВ выход рентгеновской флуоресценции становится сравнимым с интенсивностью оже-эмиссии.

В ходе оже-процесса атом находится в возбужденном ионизированном состоянии: в начальном состоянии атом содержит одну электронную вакансию, а в финальном - две электронные вакансии. В сумме в процессе участвуют три электрона, что означает, что оже-переход может иметь место во всех элементах периодической таблицы, за исключением H и He, у которых меньше, чем три электрона на атом.

Номенклатура для записи оже-переходов использует запись, принятую в рентгеновской спектроскопии, и указывает уровни, вовлеченные в процесс. Например, переход, показанный на рис. 1а, обозначается как KL1L2,3. Если оже-процесс происходит в твердом теле. и в нем участвуют валентные электроны, то обозначения уровней в атоме заменяются символом V (валентная зона). В качестве примера на рис. 1в показан L2,3VV оже-переход.

Оже-переход характеризуется в основном энергетическим положением исходной электронной вакансии и положением двух вакансий в финальном состоянии. Вследствие этого кинетическая энергия EKL1L2,3 испущенного электрона в примере, показанном на рис. 1а, может быть оценена из энергии связи уровней, вовлеченных в процесс, в виде

EKL1L2,3 = EK - EL1 - EL2,3 - ?,

где ? = Evacuum-EFermi - работа выхода материала.

Следует отметить, что выражение дает грубую оценку, так как в нем не учитывается то, что испускание электрона происходит из иона, а не из нейтрального атома. Ионизация атомов приводит к смещению электронных уровней вниз, что, естественно, влияет на энергию испускаемых оже-электронов.

Высокая поверхностная чувствительность, возможность получения количественной информации и простота использования привели к тому, что метод оже-спектроскопии широко используется уже на протяжении 40 лет в исследовательских лабораториях, а также в химической промышленности, металлургии и микроэлектронике.

Авторы
  • Зотов Андрей Вадимович, д.ф.-м.н.
  • Саранин Александр Александрович, д.ф.-м.н.
Ссылки
  1. Бриггс Д., Сих М. П. Анализ поверхности методами оже- и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. - М.: Мир, 1987 - 598 с.
  2. Введение в физику поверхности: Пер. с англ. / Оура Кендзиро, Лифшиц В.Г., Саранин А.А., Зотов А.В., Катаяма М. - М. Наука, 2006. - 490 с.
Иллюстрации
Рис. 1. (а-б) - схематические диаграммы, иллюстрирующие два конкурирующих процесса релаксации возбуж

Рис. 1. (а-б) - схематические диаграммы, иллюстрирующие два конкурирующих процесса релаксации возбужденного атома (оже-эмиссии и рентгеновской флюоресценции). В качестве примера
взят кремний. Энергия оже-электронов
KL1L2,3 около 1591 эВ, а энергия рентгеновских квантов -1690 эВ; (в) - схематическая диаграмма L2,3VV оже-перехода.


Теги
Разделы
Методы локального и нелокального (Auger, XPS) анализа поверхности
Методы диагностики и исследования наноструктур и наноматериалов

Энциклопедический словарь нанотехнологий. — Роснано. 2010.

Смотреть что такое "электронная Оже-спектроскопия" в других словарях:

  • электронная оже-спектроскопия —  AES  (Auger Electron Spectroscopy)  Электронная оже спектроскопия (ЭОС)   Метод, основанный на анализе электронов определенного вида, называемых оже электронами, которые возбуждаются при облучении поверхности образца электронным или световым… …   Толковый англо-русский словарь по нанотехнологии. - М.

  • электронная оже-спектроскопия — Ožė elektronų spektroskopija statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. Auger electron spectroscopy vok. Auger Elektronenspektroskopie, f rus. электронная оже спектроскопия, f pranc. spectroscopie Auger électronique, f …   Radioelektronikos terminų žodynas

  • электронная оже-спектроскопия с ионным возбуждением — joninio sužadinimo Ožė elektronų spektroskopija statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. ion induced Auger electron spectroscopy vok. Auger Elektronenspektroskopie unter Ionenerregung, f rus. электронная оже спектроскопия с ионным… …   Radioelektronikos terminų žodynas

  • ОЖЕ-спектроскопия — К удалению|6 июня 2008Электронная Оже спектроскопия (ЭОС)  раздел спектроскопии, изучающий энергетич. спектры оже электро нов, к рые возникают при облучении исследуемого в ва электронным пучком. ЭОС широко используется для определения элементного …   Википедия

  • ОЖЕ-СПЕКТРОСКОПИЯ — раздел электронной спектроскопии, методы к рого основаны на измерении энергии и интенсивности токов оже электронов, эмиттированных из атомов, молекул и тв. тел при оже эффекте. Энергия оже электронов определяется природой испускающих их атомов и… …   Физическая энциклопедия

  • ОЖЕ-СПЕКТРОСКОПИЯ — электронная (ЭОС), раздел спектроскопии, изучающий энергетич. спектры оже электро нов, к рые возникают при облучении исследуемого в ва электронным пучком. ЭОС широко используется для определения элементного состава газов и пов сти твердых тел,… …   Химическая энциклопедия

  • ЭЛЕКТРОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ — совокупность методов анализа свойств вещества по энергетич. спектрам, угл. распределениям, спиновой поляризации и др. характеристикам электронов, эмитируемых веществом под влиянием к. л. внеш. воздействий (электронных, ионных и др. зондов).… …   Физическая энциклопедия

  • Электронная спектроскопия — является очень чувствительным и удобным методом для определения спектров поглощения, пропускания или отражения, изучения кинетики реакции, сопровождающейся спектральными изменениями. В обычных условиях спектры имеют диффузный характер, что… …   Википедия

  • ИОННО-ЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ — испускание эл нов поверхностью тв. тела в вакуум при бомбардировке поверхности ионами. Коэфф. И. э …   Физическая энциклопедия

  • Auger Electron Spectroscopy —  AES  (Auger Electron Spectroscopy)  Электронная оже спектроскопия (ЭОС)   Метод, основанный на анализе электронов определенного вида, называемых оже электронами, которые возбуждаются при облучении поверхности образца электронным или световым… …   Толковый англо-русский словарь по нанотехнологии. - М.


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.