俄歇電子能譜(Augerelectronspectroscopy,簡稱AES),是一種利用高能電子束為激�(fā)源的表面科學(xué)和材料科�(xué)的分析技�(shù)。因此技�(shù)主要借由俄歇效應(yīng)�(jìn)行分析而命名之。AES分析區(qū)域受激原子�(fā)射出具有元素特征的俄歇電子。外層電子填充空穴向�(nèi)層躍遷過程中所釋放的能�,可能以X光的形式放出,即�(chǎn)生特征X射線,也可能又使核外另一電子激�(fā)成為自由電子,這種自由電子就是俄歇電子。因?yàn)閅電子是在已有一�(gè)空穴的情況下電離�,因�,該電離能相�(dāng)于原子序�(shù)為Z和Z1之間的原子的電離�。E是入射電子的能量,E是最初被電離的內(nèi)層能級的能量�
物理原理
入射電子束和物質(zhì)作用,可以激�(fā)出原子的�(nèi)層電子形成空穴。外層電子填充空穴向�(nèi)層躍遷過程中所釋放的能�,可能以X光的形式放出,即�(chǎn)生特征X射線,也可能又使核外另一電子激�(fā)成為自由電子,這種自由電子就是俄歇電子�
入射電子束和物質(zhì)作用,可以激�(fā)出原子的�(nèi)層電�。外層電子向�(nèi)層躍遷過程中所釋放的能量,可能以X光的形式放出,即�(chǎn)生特征X射線,也可能又使核外另一電子激�(fā)成為自由電子,這種自由電子就是俄歇電子
。對于一�(gè)原子來說,激�(fā)�(tài)原子在釋放能量時(shí)只能�(jìn)行一種發(fā)射:特征X射線或俄歇電子。原子序�(shù)大的元素,特征X射線的發(fā)射幾率較�,原子序�(shù)小的元素,俄歇電子發(fā)射幾率較大,�(dāng)原子序數(shù)�33�(shí),兩種發(fā)射幾率大致相�。因�,俄歇電子能譜適用于輕元素的分析�
如果電子束將某原子K層電子激�(fā)為自由電�,L層電子躍遷到K�,釋放的能量又將L層的另一�(gè)電子激�(fā)為俄歇電�,這�(gè)俄歇電子就稱為KLL俄歇電子。同�,LMM俄歇電子是L層電子被激�(fā),M層電子填充到L層,釋放的能量又使另一�(gè)M層電子激�(fā)所形成的俄歇電��
俄歇躍遷
對于自由原子來說,圍繞原子核運(yùn)�(zhuǎn)的電子處于一些不連續(xù)�"軌道”上,這些“軌道”又組成K、L、M、N等電子殼�。我們用“能級”的概念來代表某一軌道上電子能量的大小。由于入射電子的激�(fā),內(nèi)層電子被電離,留下一�(gè)空穴。此�(shí)原子處于激�(fā)�(tài),不�(wěn)�。較高能級上的一�(gè)電子降落到內(nèi)層能級的空位中去,同�(shí)放出多余的能�。這些能量可以作為光子�(fā)射特征射線,也可以轉(zhuǎn)移給第三�(gè)電子并使之發(fā)射出�。這就是俄歇電�。通常用射線能級來�(biāo)志俄歇躍遷。例如KLL俄歇電子就是表示最初K能級被電�,L能級的電子填入K能級空位,多余的能量傳給了L能級上的一�(gè)電子,并使之�(fā)射出��
能量公式
對于原子序數(shù)為Z的原�,俄歇電子的能量可以用下面�(jīng)�(yàn)公式�(jì)算:
E(Z)=E(Z)-E(Z)-E(Z+Δ)-Φ
式中,E(Z):原子序�(shù)為Z的原�,W空穴被X電子填充得到的俄歇電子Y的能��
E(Z)-E(Z):X電子填充W空穴�(shí)釋放的能��
E(Z+Δ):Y電子電離所需的能��
�?yàn)閅電子是在已有一�(gè)空穴的情況下電離�,因此,該電離能相當(dāng)于原子序�(shù)為Z和Z1之間的原子的電離�。其中�=1/2-1/3。根�(jù)�(10.6)和各元素的電子電離能,可以計(jì)算出各俄歇電子的能量,制成譜圖手�。因�,只要測定出俄歇電子的能�,對照現(xiàn)有的俄歇電子能量圖表,即可確定樣品表面的成份�
由于一次電子束能量�(yuǎn)高于原子�(nèi)層軌道的能量,可以激�(fā)出多�(gè)�(nèi)層電子,�(huì)�(chǎn)生多種俄歇躍�,因�,在俄歇電子能譜圖上會(huì)有多組俄歇峰,雖然使定性分析變得復(fù)�,但依靠多�(gè)俄歇�,�(huì)使得定性分析準(zhǔn)確度很高,可以�(jìn)行除氫氦之外的多元素一次定性分�。同�(shí),還可以利用俄歇電子的�(qiáng)度和樣品中原子濃度的線性關(guān)�,�(jìn)行元素的半定量分�,俄歇電子能譜法是一種靈敏度很高的表面分析方�。其信息深度�1.0-3.0nm,靈敏可達(dá)�10單原子層。是一種很有用的分析方��
俄歇電流
從純凈固體表面測得的俄歇電流大約�10I,I是入射電子束�。俄歇電流原則上可以通過估計(jì)電離截面來計(jì)�,但由于受多種因子的影響。計(jì)算很�(fù)雜,并與�(shí)�(yàn)符合得不�。在�(shí)際測量時(shí),為了使俄歇電流�(dá)�,必須選擇適�(dāng)?shù)�/E比例。E是入射電子的能量,E是最初被電離的內(nèi)層能級的能量。若EE則不足以電離W能級,俄歇電子產(chǎn)額等于零。若E》E,則人射電子和原子相互作用的�(shí)間不�,也不利于提高俄歇產(chǎn)額。能獲得俄歇電子�(chǎn)額的E/E比例大約�2�6。用小角度入射掠射時(shí)可以增加有效的“檢測體積�,使更多的表面原子電�,從而增加俄歇產(chǎn)�。一般來說的入射角是10°�30°�
維庫電子�,電子知�(shí),一查百��
已收錄詞�153979�(gè)