《俄歇电子谱》PPT课件

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1、第四章俄歇电子谱第一节方法原理一、信息的产生及其特征二、图谱形成三、定量分析原理四、状态分析━━化学位移第二节　仪器描述一、仪器构成与特点二、筒镜能量分析器三、锁相放大器与微分装置第三节　应用示例一、表面科学研究二、材料表面、晶界、粒界组成、性能与改性等相关研究问题三、电子信息技术领域应用1固体表面状态，包括表面成分、结构、配位、化学键性、能带、电子态等等对材料的许多物性以及相关的应用和理论都有非常重要的意义材料的氧化、腐蚀和防腐复合材料中的表面、界面改性、粘附与复合理论材料表面结构畸变、非化学计量与催化活性材料表面

2、扩散、输运及界面反应机械学中的摩擦与润滑材料表面缺陷与脆性断裂理论电子材料表面功函数与热电子发射固体相变机理及其动力学非晶态的分相、核化和晶化固态晶界工程设计与控制晶体生长理论与工艺控制低维材料及其制备技术2表面科学是当今物理、化学、生物与生命、材料学和信息科学中最活跃的领域表面科学涉及凝聚态物理、表面物理、理论物理、半导体物理、化学、表面化学、固体化学、热力学、生命科学、材料学等众多学科交叉人们早就十分关注固体表面问题，但一直受到实验手段的局限，主要是缺乏在原子水平表征、研究材料成分、结构、状态和性能的直接手段俄歇

3、电子谱（AugerElectronSpectroscopy，AES）主要用于研究2nm尺度的表面成分与状态虽然在二十世纪30年代人们就发现了Auger过程，但由于受到许多实验技术，如高真空、弱信号放大等限制，而不能推广使用3PierreAuger：法国物理学1920年：研究X射线的光电效应时发现俄歇效应并作出解释，并以其名字命名因Auger信号强度很弱而限制了其应用。直到1968年，Harris采用电势调制技术以降低本底噪声，才使AES走向实用化第一节　方法原理一、信息产生机制及其特征PierreAuger,189

4、9~19934LiseMeitner：德国物理学与化学家LudwigBoltzmann的学生（UniversityofVienna）1920年：与PierreAuger同时发现俄歇效应1923年：在JournalZeitschriftfurPhysik(德文)发表由于当时欧洲重男轻女的风气以及对德文的偏见，LiseMeitner的工作不被人重视其它贡献：核裂变理论解释获奖：U.S.FermiPrize（1966年）合作者：Nobel奖获得者MaxPlanck、OttoHahn109号元素以她的名字命名Meitneri

5、um（Mt）LiseMeitner,1878~19685OttoHahn：德国化学家在LiseMeitner的协助下，发现了重核裂变而获1944年Nobel化学奖瑞典皇家科学院却忽略了LiseMeitner的贡献，直到1966年向他们颁发FermiPrize，算是部分补偿了Nobel奖的不公1938年，OttoHahn认为铀的裂变产物是镭，LiseMeitner不同意他的观点。因LiseMeitner本人是犹太人，当时被迫移民到瑞典和丹麦，没有实验研究条件，她建议OttoHahn进一步实验，结果实验发现是钡，Otto

6、Hahn因此而获Nobel化学奖OttoHahn,1879~19686信息产生入射电子对试样内电子发生非弹性散射碰撞，内电子被激发到真空能级产生电离，在内电子能级上形成空穴离子处于亚稳定的激发状态1s2s2p7亚稳激发状态弛豫后，被较外层电子填充并引起内光电效应，即产生无辐射跃迁，其弛豫释放的能量通过原子内部转换，传递给较外层的另一个电子，使之克服结合能而向外发射成自由电子（即Auger电子）：Auger发射过程与X射线发射是受激离子弛豫时伴随的两个不同过程：前者是无辐射跃迁过程，并通过内光电效应发射出Auger电子

7、；后者是辐射跃迁过程，并伴随产生特征X射线VacuunlevelVacuunlevelAugerelectronX-ray8信息特征指纹特性━━可作成分鉴定受激原子在W能级产生空穴，处于不稳定的激发状态，随后，X能级上的电子跃迁到W能级，释放能量传递给Y能级上的电子，使之产生Auger发射。发射出的Auger电子的动能EWXY为：EW、EX、EY为各能级电子结合能，Z为产生Auger电子的原子的原子序数，为电子逸出功。若不考虑能量分析器逸出功的影响，可不考虑。即有：EWXY是原子序数的函数，是特征的，即具有“指纹

8、”特征，可作为成分鉴定的依据。因此，AES可作为成分研究工具WXYEYEF自由电子能级EXEW9分析范围广Auger电子发射至少要涉及3个电子，2个能级，因此，Z3的元素都有Auger发射AES可分析研究Z3的所有元素，其适用范围远比EPMA广（EPMA通常适用与Z11的元素）10对轻元素有高的灵敏度Auger发射与特征X射线发射是激发