Эффект Оже: различия между версиями

[[Файл:Auger Process.svg|thumb|380px|(a) Налетающий электрон (или фотон) создает вакансию на уровне 1{{math|''s''}}, и электрон из уровня 2{{math|''s''}} заполняет вакансию, при этом энергия передаетсяпередаётся на электрон 2{{math|''p''}}, который также покидает атом, в итоге образуются две вакансии на орбиталях 2{{math|''s''}} и 2{{math|''p''}}. (b) Показан тот же процесс с помощью спектроскопической нотации, ''KL1L2,3'']]

'''Эффе́кт Оже́''' ('''оже́-эффе́кт)''') — вылет [[электрон]]а [[электронная оболочка|атомной оболочки]] вследствие безызлучательного перехода в атоме при снятии возбуждения, возникшего в результате образования по какой-либо причине на одной из внутренних оболочек вакансии. Вакансия может возникнуть при выбивании другого электрона рентгеновским или гамма-излучением, электронным ударом, а также в результате ядерных процессов  — [[Внутренняя конверсия|внутренней конверсии]] при переходе между уровнями ядра либо [[Электронный захват|захвата электрона ядром]] (одного из видов [[бета-распадараспад]]а)<ref>{{GoldBookRef|title=Эффект Оже|url=http://goldbook.iupac.org/A00520.html}}</ref>. Данное явление было впервые обнаружено и опубликовано в 1922 году [[Лиза Мейтнер|Лизой Мейтнер]]<ref>{{статья |doi=10.1007/BF01326962 |заглавие=Über die Entstehung der β-Strahl-Spektren radioaktiver Substanzen |издание=[[European Physical Journal|Zeitschrift für Physik]] |том=9 |номер=1 |страницы=131—144 |bibcode=1922ZPhy....9..131M |язык=de |тип=magazin |автор=L. Meitner |год=1922}}</ref>. [[Оже, Пьер Виктор|Пьер Оже]], имя которого получил эффект, независимо обнаружил его в 1923 на основе анализа экспериментов в [[Камера Вильсона|камере Вильсона]]<ref>P. Auger: [http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3130n.image.f187.langFR Sur les rayons β secondaires produits dans un gaz par des rayons X], C.R.A.S. 177 (1923) 169-171169—171.</ref>.

Второй процесс называют по имени его открывателя [[Оже, Пьер Виктор|Пьера Оже]] — '''«эффектом Оже»''', а высвобождающийся при этом электрон, которому был передан избыток энергии, — ''оже-электроном''. Кинетическая энергия оже-электрона не зависит от энергии возбуждающего излучения, а определяется структурой энергетических уровней атома. Спектр оже-электронов дискретен (в отличие от непрерывных спектров электронов, образующихся при [[бета-распад]]ераспаде ядер). Энергия связи {{math|''E''_св}} электрона, которому передаётся энергия возбуждения {{math|''E''_в}} при оже-процессе, должна быть меньше {{math|''E''_в}}. Кинетическая энергия оже-электрона равна разности энергии возбуждения и энергии связи: {{math|''E''_к {{=}} ''E''_в − ''E''_св}}. Типичные кинетические энергии оже-электронов для разных атомов и переходов составляют от десятков эВ до нескольких кэВ.

После вылета оже-электрона на его месте остаётся вакансия, поэтому оболочка всё ещё находится в возбуждённом состоянии (энергия остаточного возбуждения равна энергии связи вылетевшего оже-электрона). Вакансия, если она не на самом верхнем уровне, заполняется электроном с более высокой оболочки, а энергия уносится испусканием характеристического рентгеновского фотона или нового оже-электрона. Это происходит до тех пор, пока вакансии не перемещаются на самую верхнюю оболочку (в свободном атоме) либо не заполняются электронами из валентной зоны (когда атом находится в веществе). Свободный атом в результате перехода Оже, инициированного выбиванием электрона внешним излучением или эффектом внутренней конверсии, становится как минимум двухзарядным положительным ионом (первая ионизация  — выбивание электрона, вторая  — вылет оже-электрона). В результате эффекта Оже, инициированного электронным захватом, может образоваться однозарядный положительный ион (поскольку в результате электронного захвата заряд атомного ядра уменьшается на единицу).

Энергия вакансии может быть с ненулевой вероятностью передана любому из электронов с вышележащих уровней, поэтому спектр оже-электронов обычно состоит из множества линий. Среднее время {{math|τ}} от возникновения вакансии до её заполнения конечно (и мало́), поэтому оже-линии имеют конечную ширину {{math|Δ''E'' ≈ [[Постоянная Дирака|''ħ'']]/τ ~ 1...10 [[эВ]]}}, соответствующую [[Ширина распада|ширине распада]] {{math|Γ}} данного атомного состояния.

Применяется в [[Оже-спектроскопия|оже-спектроскопии]]  — методе, основанном на анализе распределения по энергии электронов, возникших в результате оже-эффекта.