薄膜制备与表面分析(III)

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1、Auger电子能谱(AES)AugerElectronspectroscopyQing-YuZhangStateKeyLaboratoryforMaterialsModificationbyLaser,IonandElectronBeamsAESAuger效应1925年P.Auger已经在Welson云室内观察到Auger电子径迹，并正确地解释了这种电子的来源。尽管当时人们已经认识到它可以成为一种成分分析的手段，但直到六十年代中期，随着金属的超高真空系统和高效的微弱信号电子检测系统的发展，才出现了可以

2、用于表面分析的实用Auger电子能谱仪。AESAuger效应随着科学技术的不断发展，使Auger电子能谱仪的性能不断改进，并出现了扫描Auger电子显微术(SAM),成为微区分析的有力工具。电子计算机的引入，使Auger电子能谱仪的功能更趋完善。目前，Auger电子能谱已成为许多科学领域和工业应用中的最重要的表面分析手段之一。AESAuger效应Auger过程EnergysourceEjectedcoreelectronOuterelectronfillscorelevelholeTransfer

3、ofexcessenergyAugerelectronemittedAESAuger效应Auger过程(a)KL1L3Auger跃迁(b)K1辐射跃迁AESAuger效应Auger过程CorelevelsEVIncidentBeamEjectedcorelevelelectronAugerelectronemissionEVElectronfillscorelevelholeAESAuger效应Auger效应在原子内某一内层电子电离而形成空位(如K层)，则该电离原子的去激发可以有两种方式：一

4、个能量较高态的电子填充该空位，同时发出特征X射线，即辐射跃迁。一个较高能量的电子跃迁到空位，同时另一个电子被激发发射，这是一无辐射跃迁过程，这一过程被称为Auger效应,被发射的电子称为Auger电子。AESAuger效应Auger跃迁Auger跃迁的标记以空位、跃迁电子、发射电子所在的能级为基础。如初态空位在K能级，L1能级上的一个电子向下跃迁填充K空位，同时激发L3上的一个电子发射出去便记为KL1L3。一般地说，任意一种Auger过程均可用WiXpYq来表示。此处，Wi,Xp和Yq代表所对应的电子

5、轨道。AESAuger效应电子能级、X射线能级和电子数3d5/23d3/23p3/23p1/23s1/22p3/22p1/22s1/21s1/2M5M4M3M2M1L3L2L1KAESAuger效应电子能级、X射线能级和电子数4f

6、5/24f5/24d5/24d3/24p3/24p1/24s1/2N7N6N5N4N3N2N1AESAuger效应如果终态空位之一(跃迁电子)与初态空位处于同一主壳层，即WiXpYq(p>q)，则称为Coster-Kronig跃迁或C-K跃迁。C-K跃迁是一种快过程，根据测不准关系E

7、th可知C-K过程中的E比较大，因此，表现在能谱上是一个比较宽的Auger峰。若两个终态空位都与初态空位处于同一主壳层，即WiXpYq型跃迁(p>i，q>i)，称为超C-K跃迁。AESAuger效应在实用的Auger电子能谱仪中，初态空位的产生是通过具有一定能量的电子束轰击样品表面而实现的。用于表面分析的Auger电子的能量一般在0~2000eV之间。AESAuger效应Perkin-Elmer公司的Auger电子能谱手册，其中给出了各种原子不同系列的Auger峰位置。每种元素的各种Aug

8、er电子的能量是识别该元素的重要依据。AESAuger电子的能量和产额Auger电子能量的半经验方法Auger过程和能量守恒定律可以想到对于WXY过程，Auger电子的能量应为：EWXY(Z)=EW(Z)EX(Z)EY(Z)A其中EW(Z),EX(Z),EY(Z)是各壳中电子的结合能，A是脱出功。AESAuger电子的能量和产额Auger电子能量的半经验方法因为对于Auger过程，Y能级电子克服的是离化原子的