Оже-переход
Cтраница 2
Частным случаем оже-процесса является переход Костера - Кро-нига, при котором первичная вакансия в некоторой электронной оболочке атома заполняется электроном из той же электронной оболочки, а избыточная энергия передается электрону из более внешней электронной оболочки. Переходы Костера - Кронига более вероятны, чем обычные оже-переходы, и чаще наблюдаются во внешних электронных оболочках тяжелых атомов. [16]
Вероятность оже-процесса зависит от атомного номера Z. Экспериментатору, работающему методом ЭОС, для нахождения вероятности соответствующего оже-перехода целесообразнее использовать данные, например, работы [227], полученные в пределах современной теории внутриатомных электронных переходов. [18]
Здесь, однако, необходимо иметь в виду следующее. Вероятность радиационного перехода 2si / 2 - 2pt / 2 значительно меньше вероятности такого же оже-перехода, и поэтому мы ее не рассматриваем. [19]
 |
Зависимость глубины выхода оже-электронов различных линий от энергии падающих электронов для некоторых металлов. [20] |
В настоящее время имеется довольно большое число экспериментальных и теоретических работ [147, 148], посвященных анализу глубины выхода оже-электронов. В общих чертах можно утверждать, что глубина выхода оже-электронов D зависит от материала образца, энергии соответствующего оже-перехода и не зависит от энергии пучка бомбардирующих электронов. На рис. 14.3 приведены зависимости глубин выхода оже-электронов различных линий для нескольких металлов в зависимости от энергии падающих электронов. [21]
Истинно вторичная электронная спектроскопия ( ИВЭС) основана на анализе низкоэнергетического участка распределения вторичных электронов по энергии. В принципе это один из интереснейших участков спектра вторичных электронов, поскольку он включает, например, линии электронов оже-переходов во внешних валентных электронных зонах, линии прямых межзонных переходов и примесных уровней. Однако исследования этой области спектра значительно усложняются из-за наличия большого числа неупругорассеянных электронов, потерявших почти всю свою кинетическую энергию вследствие каскадных процессов рассеяния. Правда, распределение этих истинно вторичных электронов по энергии чувствительно к состоянию поверхности исследуемого материала. В то же время сложность получения прямой информации о поверхностных явлениях, некоторые трудности анализа ИВЭ-спектров препятствуют использованию метода ИВЭС для поверхностных исследований. Требуются дополнительные теоретические и экспериментальные разработки для того, чтобы метод ИВЭС занял свое особое место среди разнообразных методов низкоэнергетической вторично-электронной спектроскопии. [22]
Продолжая рассмотрение, обратимся теперь к вырожденным переходам ( 7 - 10) и ( 6 - 9), энергия каждого из которых достаточна для образования носителей. Как можно видеть из рис. 3.2.16, осуществление ионизационного перехода ( 6 - 9) должно немедленно привести к электронному переходу ( 7 - 6), в результате которого из-за оже-перехода, обозначенного стрелкой v, должен образоваться колебательно-возбужденный ион. Действительно, тот факт, что в результате процесса ионизации оставшийся молекулярный ион будет находиться в возбужденном состоянии, представляется гораздо более реальным, чем то, - что вся избыточная энергия будет передана в качестве кинетической эмитированному электрону. Подчеркнем еще раз, что понятие энергии активация разделения носителей связано именно с теми носителями, которые доминируют в процессе проводимости, а это должны быть носители с наибольшей кинетической энергией. В пределах точности определения этих энергий после достижения максимумов наблюдается небольшое уменьшение Ф ( 0), которое может быть связано с возбуждением электронов с внутренних уровней валентной зоны или с возбуждением колебательных подуровней наивысшего заполненного валентного уровня. Что касается относительной нечувствительности энергии активации генерации носителей к энергии квантов в диапазоне 4 4 - 5 2 эВ, Чане и Браун [24] приписали ее тому, что при ионизации состояния 1В2и образование колебательно-возбужденного катиона более вероятно, чем электрона с высокой кинетической энергией, и этот вывод не противоречит соображениям, высказанным выше. Более того, он может также указывать на значительные колебания плотности размазанных по энергии конечных состояний. [23]
Поэтому анализ спектрального положения фотоэлектронных линий позволяет определять энергию связи электронов для каждого состояния атомной системы. Образовавшаяся в результате фотоионизации вакансия во внутренней электронной оболочке атома в течение 10 - 1в с заполняется электронами с более внешних электронных оболочек, и атом возвращается в основное состояние, испуская характеристическое рентгеновское излучение или совершая безызлучательный оже-переход. Интенсивные линии оже-электронов действительно наблюдаются в спектрах фотоэлектронов и могут успешно использоваться аналогично электронным оже-спектрам для исследования явлений, протекающих на поверхности материала. [24]
Электронная Оже-спектроскопия ( ЭОС) [38, 39] заключается в анализе энергии вторичных электронов ( Оже-электро-нов), которые излучаются, когда происходит релаксация дырок на внутренних оболочках. Первоначальная дырка может быть получена посредством нескольких источников возбуждения, включая рентгеновские лучи или электроны. Оже-переходы не затрагивают валентных электронов и легко идентифицируют атомы. Данные о химических сдвигах более трудны для интерпретации вследствие того, что затрагиваются три энергетических уровня. [25]
В эти величины необходимо ввести поправку, вычитая работу выхода анализируемого вещества: работа выхода образца не рассматривается, так как энергии связи электронов в металле относятся к уровню Ферми. Для тяжелых элементов суммарное количество возможных оже-переходов весьма велико, однако картина несколько упрощается, если учитывать только более интенсивные линии; Кофлин и Клаусин [45] дали их сводку ( рис. 4), которая в большинстве случаев вполне удовлетворительна. [26]
Параллельно выполнялись эксперименты по термической эффузии. На рис. 2.3.5 показаны РФЭС-спектры в области АХ / - Оже-переходов Ne для термообрабатываемых in situ гидрогенизи-рованных и негидрогенизированных образцов a - Si, полученных методом реактивного распыления в газовой смеси, содержащей Ne. В спектрах РФЭС, полученных для пленок негидротонизированного a - Si ( Ne) в выращенном состоянии, наблюдаются два максимума А и С вблизи значений энергий фотонов 819 и 814 эВ соответственно. Анализ изменений РФЭС-спектров, происходящих в результате термообработки, свидетельствует о том, что три различных максимума соответствуют трем структурным состояниям атомов Ne в сетке a - Si. В частности, максимум В наблюдается только в спектрах гидро визированных образцов. [27]
Вероятность оже-процесса уменьшается с увеличением энергии первичного ионизирующего излучения или пучка электронов ( ионов) и атомного номера Z элемента. Для выхода рентгеновской флуоресценции имеет место обратная зависимость. При атомных номерах 3 Z14 для химического анализа используют обычно KLL - оже-переходы, а при 14 7 38 LMM - переходы. [28]
 |
Оже-спектр углерода.| Оже-спектр цезия ( мишень Csl. [29] |
Энергия оже-пика характеризует данный атом, поэтому анализ спектров оже-электронов позволяет получить информацию о составе приповерхностной области твердого тела, откуда происходит ЭОЭ. Средняя длина свободного пробега электронов с такими же энергиями составляет 0 5 - 2 нм, так что спектры оже-электронов отражают свойства приповерхностного слоя толщиной до пяти монослоев. Амплитуда оже-пика пропорциональна концентрации атомов данного сорта на поверхности твердого тела и эффективности оже-переходов, которая характеризуется величиной, называемой оже-чувстви-тельностью. Она определяется числом вторичных оже-электронов с данной энергией, испущенных данным элементом, в расчете на число первичных электронов и зависит от энергии первичных электронов. Анализ спектров оже-электронов лежит в основе электронной оже-спектроскопии ( ЭОС) - основного метода изучения состава поверхности твердых тел. [30]
Страницы: 1 2 3