Espectroscopia de barrena

La espectroscopia Auger  es un método de espectroscopia electrónica basado en el análisis de la distribución de energía de los electrones resultantes del efecto Auger .

De acuerdo con el método de obtención de información sobre la superficie, los métodos de análisis se dividen en emisión, que utiliza la emisión de partículas como resultado del impacto en la superficie de varios factores (temperatura, campo eléctrico), y sondeo, basado en la emisión. de partículas o radiación actuando sobre la superficie en estudio. La espectroscopia de electrones Auger es un método de sondeo. Se basa en el análisis de la distribución de la energía de los electrones emitidos por la sustancia en estudio bajo la acción de un haz de electrones primarios, y la separación del espectro total de energía de aquellos que surgieron como resultado del proceso Auger. Su energía está determinada por la estructura energética de las capas de los átomos involucrados en el proceso, y la corriente en primera aproximación está determinada por la concentración de tales átomos.

Los procesos Auger se manifiestan cuando la superficie de un cuerpo sólido es bombardeada por electrones lentos con energía E de 10 a 10000 eV. El bombardeo de sólidos en el vacío va acompañado de emisión de electrones secundarios . La composición de los electrones secundarios emitidos, además de los propios electrones secundarios, incluye electrones primarios dispersados ​​elástica e inelásticamente.

La naturaleza de los electrones Auger

Cuando la superficie de un material se bombardea con electrones con una energía suficiente para ionizar una de las capas internas de un átomo, por ejemplo, K, surge una vacante primaria, que se llena instantáneamente (en 10–16–10–14 s ) . con un electrón transferido desde otra capa del átomo, por ejemplo, M. V, el resultado es una vacante secundaria. Si E K y E M  son las energías requeridas para transferir un electrón desde los niveles K y M hasta el infinito, entonces la energía liberada durante tal transición es igual a E K  - E M . Esta diferencia de energía se puede distribuir a través de diferentes canales. Por un lado, en forma de cuanto liberado de radiación de rayos X característica hv = E K  - E M (transición radiativa), y por otro lado, se transfiere al electrón de la capa externa del átomo, por ejemplo N (transición radiativa o transición Auger). Energía | E K  - E M | - E N puede ser positivo (o igual a cero). En este caso, el electrón se emite al vacío y se registra como un electrón Auger. La probabilidad de su liberación depende del número atómico Z de los átomos materiales estudiados. Dado que la probabilidad de una transición radiativa aumenta al aumentar Z (en proporción a Z 4 ), la probabilidad de aparición de una transición Auger disminuye. Así, para elementos ligeros es aproximadamente del 95%, y para elementos con Z>70 no supera el 10%. La profundidad de escape de los electrones Auger d 0 en el rango de energía que son de interés para la espectroscopia electrónica Auger es de 5 a 10 capas monoatómicas. Por lo tanto, podemos decir que la información obtenida por este método se refiere a la región cercana a la superficie de la muestra en estudio.

Los electrones emitidos de cualquier elemento que haya surgido como resultado del proceso Auger siempre se caracterizan por ciertos valores de energía. Por lo tanto, si analizamos las energías de los electrones emitidos por una sustancia bajo la acción de un haz de electrones primarios, seleccionamos del espectro de energía total aquellos electrones que surgieron como resultado del proceso Auger y determinamos sus energías, entonces podemos concluir que hay un elemento en la superficie.

Factores que afectan la intensidad de la emisión de electrones Auger

La intensidad de emisión de los electrones Auger se ve significativamente afectada por varios factores, como la dependencia de la sección transversal de ionización de los niveles internos de los átomos de la energía de los electrones primarios, el flujo inverso de los electrones dispersos, la probabilidad de que un átomo pase a un estado no excitado con la aparición de un fotón, y otros procesos.

Dependencia de la sección transversal de ionización de nivel en la energía de electrones del haz primario

Dado que el valor de la energía de los electrones primarios E es un factor importante en la formación de vacantes primarias en los átomos, su cambio debería afectar significativamente el valor de la corriente de los electrones Auger.

Influencia del ángulo de incidencia de los electrones primarios sobre el número de electrones Auger

La geometría del proceso, es decir, el ángulo de incidencia de los electrones sobre la muestra y el ángulo de detección de los electrones Auger, tiene un efecto significativo en la corriente de los electrones Auger. Estamos hablando del ángulo entre la dirección del haz de electrones primario y la normal a la superficie en estudio y el ángulo entre la normal y la dirección de los electrones Auger que ingresan al detector.

Literatura

Enlaces

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