俄歇电子编辑

由于原子中的电子被激发而产生的次级电子

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俄歇电子：原子内层电子被激发电离形成空位，较高能级电子跃迁至该空位，多余能量使原子外层电子激发发射，形成无辐射跃迁，被激发的电子即为俄歇电子。它一般源于样品表面以下几个nm，多用于表面化学成分分析，原子最少要含三个以上电子才能产生俄歇电子。

俄歇电子是由于原子中的电子被激发而产生的次级电子。当原子内壳层的电子被激发形成一个空洞时，电子从外壳层跃迁到内壳层的空洞并释放出能量；虽然能量有时以光子的形式被释放出来；这种能量可以被转移到另一个电子，导致其从原子激发出来。这个被激发的电子就是俄歇电子。这个过程被称为俄歇效应，以发现此过程的法国物理学家P.V.俄歇命名。

历史背景

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俄歇现象于1925 年由 P .Auger 发现。 28 年以后，J .J .Lander 指出电子激发的俄歇电子可以用于检测表面杂质，但是要从噪声中检测出十分微弱的俄歇电子信号，当时技术上尚无法实现。

1968年，L.A .Harris 提出了一种“相敏检测” 方法，大大改善了信噪比，使俄歇信号的检测成为可能。以后随着能量分析器的完善 , 使俄歇谱仪达到了可以实用的阶段。

1970 年通过扫描细聚焦电子束, 实现了表面组分的两维分布的分析(所得图像称俄歇图)，出现了所谓的扫描俄歇微探针。

1972 年，R .W .Palmberg利用离子溅射，将表面逐层剥离，获得了元素的深度分析，实现了三维分析。至此，俄歇谱仪的基本格局已经确定，开始被广泛使用。

俄歇电子的产生

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图1 俄歇电子发射

当一束单色能量的电子束入射某样品时，则从该样品发射出具有不同能量的出射电子。出射电子按其能量分布的曲线有如下特征：在入射电子能量处有一尖锐的峰称弹性反射峰。在0 ～ 50eV 处有一宽峰 ,它是由入射电子经多次非弹性散射的二次电子组成。在上述两者之间存在着十分微弱的，叠加于背景信号上的小峰，其中包含有俄歇电子的信号。俄歇电子的发射过程是一种激发态电离原子的非辐射的退激发过程。对固体样品而言，俄歇电子发射过程如下（如图1），当有外来辐射、即入射电子束(大多数实用情况)或 X 射线(个别情况)作用样品时,一个电子从原子内壳层轨道(K)出射(电离)，其留下的空位立即被较外壳层(L₁)的电子填充 , 在此过程中多余的能量可以通过发射特征 X 射线释放(荧光过程)，或交给另一壳层轨道(L₂,₃₎上的电子 ,使其从原子出射。此即为俄歇跃迁过程，其出射的电子称俄歇电子。

因为俄歇电子的能量 E_K 是由相应的三个能级的电子结合能决定的, 而后者是代表元素原子种类特征，因此原则上测得 E_K 即可判定元素之种类，关键是要测出俄歇电子N(E)随能量(E)的分布，即N(E)～ E 曲线, 或称为俄歇谱。俄歇谱可以由一个或多个俄歇峰组成, 每个俄歇峰对应每一个特定的俄歇跃迁过程。用以测录俄歇谱的设备为俄歇(电子)谱仪。在实际工作中 , 以测录的俄歇谱和标准手册提供的图谱，通过一定的方法，以判定原子的种类和浓度。