俄歇效应(Auger effect)是
原子发射的一个电子导致另一个或多个
电子(俄歇电子)被发射出来而非辐射X射线(不能用光电效应解释),使原子、分子成为高阶离子的物理现象,是伴随一个电子能量降低的同时,另一个(或多个)电子能量增高的跃迁过程。
奥地利科学家Lise Meitner在1920年首先观察到俄歇过程。1925年,Pierre Victor Auger在Wilson云室实验中采用高能X射线来电离气体,并观察到了光电子。对电子的测量分析表明其轨迹与入射光子的频率无关,这表明电子电离的机制是原子内部能量交换或无辐射跃迁;运用基本量子力学计算出跃迁率和跃迁概率,以及进一步的实验和理论研究表明,该效应的机制是无辐射跃迁,而非内部能量交换。
俄歇电子能谱,是用
X射线或高能电子束来产生俄歇电子,测量其强度和能量的关系而得到的谱线。其结果可以用来识别原子及其原子周围的环境。
俄歇复合是半导体中一个类似的俄歇现象:一个电子和
空穴(电子空穴对)可以复合并通过在能带内发射电子来释放能量,从而增加能带的能量。其逆效应称作碰撞电离。
1953 年,兰德首次进行了俄歇电子能谱用于表面分析的研究。到1967年哈里斯采用电子能量微分法,使电子能量分布曲线上的俄歇谱峰通本底区分开来,才使得俄歇效应的应用走上实用阶段。
基于俄歇效应的俄歇电子能谱仪是一种实用较广的
表面分析仪器,它靠检测自表面逸出的俄歇电子的特征能谱铏表面成份分析,了解表面的化学环境等。俄歇电子能谱仪的结构如图1所示,它由置于超高真空的旋转式样品台、电子枪(激发源)、离子枪、电子能量分析器、电子探测器等部件组成主体,附加检测电路及记录显示系统组成,近代产品都配有计算机进行数据处理。
俄歇效应作用是研究
核子过程(如捕捉过程与内转换过程)的重要手段。同时从俄歇电子的能量与强度,可以求出原子或分子中的过渡几率。反之,由已知能量的俄歇光谱线,可以校准转换电子的能量。按照这一效应,已制成俄歇电子谱仪,在表面物理、化学反应动力学、
冶金、
电子等的领域内进行着高灵敏度的检测与快速分析。