Espectroscòpia electrònica Auger

Espectroscòpia electrònica Auger

Dos vistes del procés Auger. (a) ilustra secuencialment els passos implicats en la desexcitación Auger. Un electró incident (o fotons) crea un forat central en el nivell 1s. Un electró des del nivell 2s reblix el forat 1s i l'energia de transició s'impartix a un electró 2p que s'emet. L'estat atòmic final aixina té dos orificis, un en el orbital 2s i l'atre en el orbital 2p. (b) ilustra el mateix procés utilisant la notació espectroscópica, $K{L}_1{L}_{2,3}$.

L'espectroscòpia electrònica Auger és una tècnica analítica usada en la ciència de superfícies i en la ciència de materials. Es basa en el procés emissió Auger per mig del bombardeig d'una mostra en rajos X o electrons energètics en el ranc de 2-50 keV.

Procés

En esta espectroscòpia es medix l'intensitat o número de contes com a funció de l'energia cinètica dels electrons emesos de la superfície de la mostra, alguns dels quals són els característics electrons Auger. Típicament els electrons Auger són emesos a energies menors a 1000 eV, i en este ranc d'energies els electrons solament poden provindre de les primeres capes superficials; Per lo tant la tècnica Auger és altament sensible a la composició química de la superfície. Per lo anterior, l'espectroscòpia Auger és considerada com una espectroscòpia superficial, de la mateixa manera que XPS.

El procés Auger ocorre en major provabilitat en elements llaugers, comparativament als elements pesats. Com a conseqüència, l'espectroscòpia Auger té major sensibilitat als elements menys pesats. En la pràctica és possible detectar des de liti, Z=3 fins a urani, Z=92, encara que en tècniques especials també és possible detectar elements de major número atómico. L'espectre consistent en una série de picos pot ser usat per a determinar o identificar els àtoms presents en la mostra i el seu ambient químic.

Inicialment l'espectroscòpia Auger era usada exclusivament en fins d'investigació, especialment en gasos. És en les décades dels 60 ‘s i 70 ‘s, en el adveniment d'instruments que alcançaven rancs d'ultra alt buit que la tècnica té un envolament sobre el número d'usuaris ya que va fer possible l'anàlisis de sòlits. En l'época actual, en el desenroll d'instruments compactes i bombes turbomoleculares la tècnica ha aplegat a l'indústria, sent possible trobar espectroscopis Auger en llínees de control de calitat de l'indústria electrònica i de semiconductors. Esta espectroscòpia ha segut sense dubte una de les ferramentes que va donar orige a lo que hui es coneix com nanotecnología.

En cas d'usar-se com a font d'excitació d'electrons rastrejats sobre la superfície se li denomina espectroscòpia SAM, sigles en anglés de Scanning Auger Microscopy. Ademés, una tècnica de buidat de les capes atòmiques externes és usada normalment junt en l'espectroscòpia Auger. El procés es basa en el bombardeig per ions d'un àtom inerte, usualment Argón que té la capacitat de llevar les últimes capes atòmiques. Per este mig és possible fer l'estudi de la composició dels materials com a funció de la profunditat.

Eixemple de la espectrocopia Auger

'Figura 2'. AES experimental setup usant un analisador d'espill cilíndric (CMA). Un fes d'electrons s'enfoca sobre un espècimen i els electrons emesos són desviats al voltant del canó d'electrons i passen a través d'una obertura cap a la part posterior de el CMA. Estos electrons són dirigits a un multiplicador d'electrons per a l'anàlisis. Variant la tensió en el suministrament d'agranada permet un modo derivat de traçat de les senyes Auger. Un canó de ions opcional es pot integrar per a experiments de perfils de profunditat.

L'eixemple de les figures mostra espectres Auger a on l'ambient químic modifica la resposta espectral de la transició KLL del nitrogen. El primer correspon a nitrogen en nitrur de coure mentres la segona correspon a nitrogen en nitrur d'itri. El triplet en la transició del nitrogen en la primera és per la presència d'estats antienlazantes en l'ambient local del nitrogen que és rodejat per sis àtoms de coure. En la segona els estats antienlazantes estan buits, per lo tant eixos estats no es mostren en l'espectre.

Erro al crear miniatura:

Existixen comités que busquen estandardisar l'espectroscòpia Auger. Un és el comité E42 de la ASTM (American Society for Testing Materials International)[1]; L'atre és el comité tècnic TC-201 de l'Organisació Internacional per a l'Estandardisació (ISO).