俄歇电子(Auger electron)是指外层电子跃迁到内层电子空位的同时,将多余的能量传递给另一外层电子,使其脱离原子系统,逸出试样表面的电子。[2][8]所有元素的俄歇电子能量一般在20~2500eV范围内。[9]俄歇电子产额决定了俄歇谱峰的强度,其会随原子序数而变化,不同元素的俄歇电子产额变化也不相同。[10]
1920年,奥地利女科学家迈特纳(Meitner)发现了俄歇效应,但没有进行深入研究。[11]后来,法国物理学家俄歇(Auger)于1926年对俄歇效应进行研究,给出了俄歇效应的全部过程。在接下来的时间内,对俄歇电子发射方面的研究进展不大,这主要是由于俄歇电子信号很微弱,而且这种微弱信号又叠加在很大的背景电源上。直到1953年,朗德(Lander)首次使用电子束激发获得俄歇电子能谱。[6][12]俄歇电子能谱是一种基于俄歇效应,即俄歇电子产生原理的材料分析技术。它只反映被激发原子本身的特性,故其可用于样品元素分析。[13][14]俄歇电子能谱仪常用的有同心半球分析器及圆筒镜分析器两种类型,其中圆筒镜型通过筒镜的通道能量和所探测的电子动能与施加在外筒的偏压呈线性关系的规律,可得到俄歇电子的能量分布函数,从而获得俄歇电子能谱。[15] 俄歇电子只能从2nm以内的表层深度中逃逸出来,且它的能量是靶物质所特有的,与入射电子束的能量无关。[14]基于这些特性,俄歇电子在材料学、医学、化学等领域有所应用。[16][5]如在治疗癌症方面,因为俄歇电子是由放射性核素发射的低能量的电子,故在通过电子捕获而衰变时会产生高线性能量转移,而这个过程可以对癌细胞造成致命损伤。利用这一特性,可以对病人开展放射治疗,抑制细胞癌变等疾病的恶化。[4] 定义
当俄歇效应发生时,一个原子实电子被移除后留下一个空穴,一个较高能级的电子有可能填充到这个空穴里并释放能量,虽然大部分情况下这种能量以光子的形式放出,但这个能量也可以被转移给另一个电子,使这个电子从原子中射出,这个射出的电子即为俄歇电子。[17]所有元素的俄歇电子能量一般在20~2500eV范围内,[9]且其只能从2nm以内的表层深度中逃逸出来,带有的是表层物质的信息,适用于对表面化学成分进行分析。[14]