俄歇效應

俄歇效應（Auger effect）是原子發射的一個電子導致另一個或多個電子（俄歇電子）被發射出來而非輻射X射線（不能用光電效應解釋），使原子、分子成為高階離子的物理現象，是伴隨一個電子能量降低的同時，另一個（或多個）電子能量增高的躍遷過程。

“俄歇效應”是以其發現者，法國人皮埃爾·維克托·俄歇（Pierre Victor Auger）的名字命名的。

當X射線或γ射線輻射到物體上時，由於光子能量很高，能穿入物體，使原子內殼層上的束縛電子發射出來。當一個處於內層電子被移除後，在內殼層上出現空位，而原子外殼層上高能級的電子可能躍遷到這空位上，同時釋放能量。一定的內原子殼空位可以引起一個或多個俄歇電子躍遷。躍遷時釋放的能量將以輻射的形式向外發射。通常能量以發射光子的形式釋放，但也可以通過發射原子中的一個電子來釋放，被發射的電子叫做俄歇電子。被發射時，俄歇電子的動能等於第一次電子躍遷的能量與俄歇電子的離子能之間的能差。這些能級的大小取決於原子類型和原子所處的化學環境。

基本介紹

• 中文名：俄歇效應
• 外文名：Auger effect
• 命名者：Pierre Victor Auger
• 類別：發射出來而非輻射X射線

發現過程

奧地利科學家Lise Meitner在1920年首先觀察到俄歇過程。1925年，Pierre Victor Auger在Wilson雲室實驗中採用高能X射線來電離氣體，並觀察到了光電子。對電子的測量分析表明其軌跡與入射光子的頻率無關，這表明電子電離的機制是原子內部能量交換或無輻射躍遷；運用基本量子力學計算出躍遷率和躍遷機率，以及進一步的實驗和理論研究表明，該效應的機制是無輻射躍遷，而非內部能量交換。

俄歇電子能譜

俄歇電子能譜，是用X射線或高能電子束來產生俄歇電子，測量其強度和能量的關係而得到的譜線。其結果可以用來識別原子及其原子周圍的環境。

俄歇複合

俄歇複合是半導體中一個類似的俄歇現象：一個電子和空穴（電子空穴對）可以複合並通過在能帶內發射電子來釋放能量，從而增加能帶的能量。其逆效應稱作碰撞電離。

研究套用

1953 年，蘭德首次進行了俄歇電子能譜用於表面分析的研究。到1967年哈里斯採用電子能量微分法，使電子能量分布曲線上的俄歇譜峰通本底區分開來，才使得俄歇效應的套用走上實用階段。

圖1 俄歇電子能譜儀

基於俄歇效應的俄歇電子能譜儀是一種實用較廣的表面分析儀器，它靠檢測自表面逸出的俄歇電子的特徵能譜鉶表面成份分析，了解表面的化學環境等。俄歇電子能譜儀的結構如圖1所示，它由置於超高真空的旋轉式樣品台、電子槍（激發源）、離子槍、電子能量分析器、電子探測器等部件組成主體，附加檢測電路及記錄顯示系統組成，近代產品都配有計算機進行數據處理。

俄歇效應作用

俄歇效應作用是研究核子過程（如捕捉過程與內轉換過程）的重要手段。同時從俄歇電子的能量與強度，可以求出原子或分子中的過渡幾率。反之，由已知能量的俄歇光譜線，可以校準轉換電子的能量。按照這一效應，已製成俄歇電子譜儀，在表面物理、化學反應動力學、冶金、電子等的領域內進行著高靈敏度的檢測與快速分析。