Auger effekti

Auger jarayonining ikkita koʻrinishi. (a) Auger qoʻzgʻalishning ketma-ketligini koʻrsatadi. Hodisaga uchragan elektron (yoki foton) 1s darajasida asosiy teshik hosil qiladi. 2s sathidan elektron 1s teshigini toʻldiradi va oʻtish energiyasi chiqariladigan 2p elektronga beriladi. Shunday qilib, oxirgi atom holati ikkita teshikka ega, biri 2s orbitalda, ikkinchisi 2p orbitalda. (b) rentgen yozuvi yordamida xuddi shu jarayonni tasvirlaydi, KL ₁ L _2,3 .

Auger effekti yoki Auger-Meytner effekti — bu atomning ichki qobigʻi boʻsh joyini toʻldirish bir xil atomdan elektron chiqishi bilan birga boʻlgan fizik hodisa. Yadro elektroni olib tashlanganida, boʻsh joy qoldirilsa, yuqori energiya darajasidagi elektron boʻsh joyga tushishi mumkin, bu esa energiyaning chiqishiga olib keladi. Garchi koʻpincha bu energiya chiqarilgan foton shaklida chiqariladi, energiya atomdan chiqariladigan boshqa elektronga ham oʻtkazilishi mumkin; bu ikkinchi chiqarilgan elektronga Auger elektroni deyiladi. Yadro elektronlari atomdagi valentlik elektron boʻlmagan va kimyoviy bogʻlanishda qatnashmaydigan elektronlardir.[1] Atomning yadrosi va yadro elektronlari atom yadrosini tashkil qiladi. Yadro elektronlari yadro bilan qattiq bogʻlangan. Shuning uchun yadro elektronlari valentlik elektronlardan farqli oʻlaroq, atom yadrosining musbat zaryadini valentlik elektronlaridan skrining orqali kimyoviy bogʻlanish va reaksiyalarda ikkinchi darajali rol oʻynaydi.[2]

Effekt

Effekt birinchi marta 1922-yilda Lise Meitner tomonidan kashf etilgan; Per Viktor Auger koʻp oʻtmay bu taʼsirni mustaqil ravishda kashf etdi va koʻpchilik ilmiy hamjamiyatda kashfiyot sifatida tan olingan.

Auger elektronining kinetik energiyasi boʻsh joyga dastlabki elektron oʻtish energiyasi va Auger elektroni chiqarilgan elektron qobiq uchun ionlanish energiyasi oʻrtasidagi farqga toʻgʻri keladi. Bu energiya darajalari atomning turiga va atom joylashgan kimyoviy muhitga bogʻliq.

Auger elektron spektroskopiyasi- bu sirtlarni oʻrganishda va umuman olganda, materialshunoslik sohasida qoʻllanadigan keng tarqalgan analitik usul. Bu elektron spektroskopiyaning bir turi boʻlib, u bir qator ichki boʻshashish hodisalaridan soʻng qoʻzgʻaluvchi atomdan chiqarilgan energetik elektronlarni tahlil qilishga asoslangan, Auger effektiga tayanadi. Auger effekti 1920-yillarda Lise Meitner va Per Auger tomonidan mustaqil ravishda kashf etilgan. Bu kashfiyot Meytner tomonidan qilingan va dastlab 1922-yilda Zeitschrift für Physik jurnalida eʼlon qilingan boʻlsa-da, Oger koʻpchilik ilmiy hamjamiyatda kashfiyot sifatida eʼtirof etilgan.[1] 1950-yillarning boshlariga qadar Auger oʻtishlari spektroskopistlar tomonidan noqulay taʼsir koʻrib chiqildi, ular juda koʻp moddiy maʼlumotlarni oʻz ichiga olmaydi, lekin rentgen spektroskopiyasi maʼlumotlaridagi anomaliyalarni tushuntirish uchun oʻrganildi. 1953-yildan beri AES kimyoviy va kompozitsion sirt muhitlarini tekshirish uchun amaliy va sodda tavsiflash usuliga aylandi va metallurgiya, gaz fazali kimyo va butun mikroelektronika sanoatida qoʻllanishini topdi.[2][3][4][5]<b>Auger elektron spektroskopiyas</b>i namunani rentgen nurlari yoki energetik elektronlar bilan bombardimon qilish orqali Auger elektronlarining emissiyasini oʻz ichiga oladi va Auger elektronlarining energiyasiga bogʻliq boʻlgan Auger elektronlarining intensivligini oʻlchaydi. Olingan spektrlar nurlantiruvchi atomlarning identifikatorini va ularning muhiti haqidagi baʼzi maʼlumotlarni aniqlash uchun ishlatilishi mumkin.

<b>Auger rekombinatsiyasi</b> yarimoʻtkazgichlarda paydo boʻladigan xuddi shunday Auger effektidir.

Yarimoʻtkazgich - bu mis kabi oʻtkazgich va shisha kabi izolyator oʻrtasidagi elektr oʻtkazuvchanlik qiymatiga ega boʻlgan material. Harorat koʻtarilganda uning qarshiligi pasayadi; metallar teskari yoʻl tutadi. Uning oʻtkazuvchanlik xususiyatlari kristal tuzilishiga aralashmalar („doping“) kiritish orqali foydali yoʻllar bilan oʻzgartirilishi mumkin. Agar bitta kristallda ikkita turli doplangan hudud mavjud boʻlsa, yarimoʻtkazgichli birikma hosil boʻladi. Ushbu ulanish joylarida elektronlar, ionlar va elektron teshiklarni oʻz ichiga olgan zaryad tashuvchilarning harakati diodlar, tranzistorlar va koʻpchilik zamonaviy elektronikaning asosidir. Yarimoʻtkazgichlarga baʼzi misollar: kremniy, germaniy, galliy arsenid va davriy jadvaldagi „metalloid zinapoyasi“ yaqinidagi elementlar. Kremniydan keyin galliy arsenid ikkinchi eng keng tarqalgan yarimoʻtkazgich boʻlib, lazer diodlari, quyosh batareyalari, mikrotoʻlqinli chastotali integral mikrosxemalar va boshqalarda qoʻllanadi. Silikon koʻpgina elektron sxemalarni ishlab chiqarish uchun muhim element hisoblanadi.

Auger rekombinatsiyasida energiya boshqa energiya bandiga oʻtmasdan yuqori energiya darajasiga qoʻzgʻatilgan uchinchi tashuvchiga beriladi. Oʻzaro taʼsirdan soʻng, uchinchi tashuvchi odatda ortiqcha energiyasini termal tebranishlarga yoʻqotadi. Bu jarayon uch zarrali oʻzaro taʼsir boʻlgani sababli, u odatda tashuvchining zichligi juda yuqori boʻlgan muvozanatsiz sharoitlarda muhim ahamiyatga ega. Auger effekti jarayoni osonlik bilan hosil boʻlmaydi, chunki uchinchi zarracha jarayonni beqaror yuqori energiya holatida boshlashi kerak edi.

Impakt ionlashuvi — bu bitta energetik zaryad tashuvchisi boshqa zaryad tashuvchilarni yaratish orqali energiyani yoʻqotishi mumkin boʻlgan materialdagi jarayon. Misol uchun, yarim oʻtkazgichlarda etarli kinetik energiyaga ega boʻlgan elektron (yoki teshik) bogʻlangan elektronni oʻzining bogʻlangan holatidan (valentlik zonasida) urib yuborishi va uni oʻtkazuvchanlik zonasidagi holatga olib kelishi va elektron-teshik juftligini yaratishi mumkin. Tashuvchilar etarli kinetik energiyaga ega boʻlishlari uchun etarlicha katta elektr maydoni qoʻllanishi kerak [1], aslida etarlicha katta kuchlanishni talab qiladi, lekin katta oqim boʻlishi shart emas.

Agar bu elektr maydoni yuqori boʻlgan hududda sodir boʻlsa, bu koʻchkining buzilishiga olib kelishi mumkin. Ushbu jarayon koʻchki diodlarida qoʻllanadi, uning yordamida tashqi elektron kontaktlarning zanglashiga olib kirishdan oldin kichik optik signal kuchaytiriladi. Koʻchki fotodiodida asl zaryad tashuvchisi fotonning yutilishi natijasida hosil boʻladi.

Taʼsirni ionlash jarayoni zamonaviy kosmik chang detektorlarida, masalan, Galileo chang detektori[2] va Cassini CDA chang analizatorlari, [3] Stardust CIDA va sirt chang analizatorlarida[4] chang taʼsirini aniqlash va kosmik changning tarkibiy tahlili uchun ishlatiladi. chang zarralari.

Qaysidir maʼnoda, zarba ionizatsiyasi Auger rekombinatsiyasiga teskari jarayondir.

Koʻchki fotodiodlari (APD) optik qabul qiluvchilarda qabul qiluvchining sxemasiga signal berilgunga qadar ishlatiladi, foton fototok bilan koʻpaytiriladi va bu qabul qiluvchining sezgirligini oshiradi, chunki qabul qiluvchi pallasida termal shovqin paydo boʻlishidan oldin fototok koʻpayadi

Auger effekti DNK kabi biologik molekulalarga taʼsir qilishi mumkin. DNK tarkibiy atomlarining K-qobigʻi ionlanishidan soʻng, Auger elektronlari chiqariladi va bu uning shakar-fosfat magistralining shikastlanishiga olib keladi.

Kashfiyot

Auger emissiya jarayoni 1922-yilda avstriyalik-shved fizigi Lise Meitner tomonidan ingliz fizigi Charlz Drummond Ellis bilan yadroviy beta elektronlarni qidirishda yon taʼsir sifatida kuzatilgan va nashr etilgan.

Fransuz fizigi Per Viktor Auger 1923-yilda Uilson bulut kamerasi tajribasini tahlil qilib, mustaqil ravishda kashf etdi va bu uning doktorlik ishining markaziy qismiga aylandi. Gaz zarralarini ionlash va fotoelektrik elektronlarni kuzatish uchun yuqori energiyali rentgen nurlari qoʻllandi. Voqea sodir boʻlgan foton chastotasiga bogʻliq boʻlmagan elektron yoʻllarni kuzatish radiatsiyasiz oʻtishdan energiyaning ichki konversiyasidan kelib chiqqan elektron ionlashuv mexanizmini taklif qildi. Elementar kvant mexanikasi va oʻtish tezligi/oʻtish ehtimoli hisob-kitoblaridan foydalangan holda keyingi tadqiqotlar va nazariy ishlar bu taʼsir ichki konversiya effektidan koʻra koʻproq radiatsiyasiz taʼsir ekanligini koʻrsatdi.