Auger-ilmiö (Auger-ilmiö) on atomikuoren elektronin pakeneminen atomin ei-säteilyttyvästä siirtymästä, kun johonkin sisäkuoreen mistä tahansa syystä aiheutuva viritys poistetaan. Tyhjä paikka voi syntyä, kun röntgen- tai gammasäteily, elektronien törmäys syrjäyttää toisen elektronin , sekä ydinprosessien seurauksena - sisäisestä konversiosta siirtymisen aikana ytimen tasojen välillä tai ytimen elektronin sieppaamisesta beeta-hajoamisen tyypit ) [1] . Tämän ilmiön löysi ja julkaisi ensimmäisen kerran vuonna 1922 Lise Meitner [2] . Pierre Auger , joka antoi efektille nimensä, löysi sen itsenäisesti vuonna 1923 pilvikammiokokeiden analyysin perusteella [ 3] .
Positiivisen ionin tila, jossa on vakanssi, joka on muodostunut sisäiselle elektronikuorelle, on epävakaa, ja elektroniikkaalijärjestelmä pyrkii minimoimaan viritysenergiaa täyttämällä tyhjiön elektronilla jollakin korkeammista elektronitasoista. Alemmalle tasolle siirtymisen aikana vapautuva energia voidaan joko säteillä tyypillisen röntgensäteilyn kvantin muodossa tai siirtää kolmanteen elektroniin, joka pakotetaan poistumaan atomista. Ensimmäinen prosessi on todennäköisempi elektronin sitoutumisenergialle yli 1 keV , toinen kevyille atomeille ja elektronin sitoutumisenergialle, joka ei ylitä 1 keV .
Toista prosessia kutsutaan sen löytäjän Pierre Augerin nimellä - "Auger-ilmiöksi", ja tässä prosessissa vapautuva elektroni, johon ylimääräinen energia siirrettiin, on Auger-elektroni . Auger-elektronin kineettinen energia ei riipu herättävän säteilyn energiasta, vaan sen määrää atomin energiatasojen rakenne. Auger-elektronien spektri on diskreetti (toisin kuin ytimien beeta-hajoamisessa syntyvien elektronien jatkuvat spektrit). Sen elektronin sitomisenergian E , johon viritysenergia E in siirtyy Auger-prosessin aikana, tulee olla pienempi kuin E in . Auger-elektronin kineettinen energia on yhtä suuri kuin viritysenergian ja sitoutumisenergian välinen ero: E to = E in − E st . Tyypilliset Auger-elektronien kineettiset energiat eri atomeille ja siirtymille vaihtelevat kymmenistä eV useisiin keV.
Auger-elektronin karkaamisen jälkeen sen tilalle jää tyhjä tila, joten kuori on edelleen virittyneessä tilassa (jäännösvirityksen energia on yhtä suuri kuin emittoidun Auger-elektronin sitoutumisenergia). Vakanssi, jos se ei ole korkeimmalla tasolla, täyttyy korkeammasta kuoresta tulevalla elektronilla, ja energian kuljettaa pois tunnusomaisen röntgenfotonin tai uuden Auger-elektronin emissio. Tämä tapahtuu, kunnes tyhjät paikat siirtyvät ylimpään kuoreen (vapaassa atomissa) tai täyttyvät valenssikaistan elektroneilla (kun atomi on aineessa). Ulkoisen säteilyn aiheuttaman elektronin lyömisen tai sisäisen konversion aiheuttaman Auger-siirtymän seurauksena vapaasta atomista tulee vähintään kaksinkertaisesti varautunut positiivinen ioni (ensimmäinen ionisaatio on elektronin irtoamista, toinen on Auger-elektronin emissio). Elektronien sieppaamisen käynnistämän Auger-ilmiön seurauksena voi muodostua kertavarautunut positiivinen ioni (koska atomiytimen varaus pienenee yhdellä elektronin sieppauksen seurauksena).
Vakanssin energia voidaan siirtää nollasta poikkeavalla todennäköisyydellä mihin tahansa korkeammista tasoista oleviin elektroneihin, joten Auger-elektronien spektri koostuu yleensä monista juovista. Keskimääräinen aika τ tyhjän tilan ilmestymisestä sen täyttymiseen on äärellinen (ja pieni), joten Auger-viivojen äärellinen leveys Δ E ≈ ħ /τ ~ 1...10 eV vastaa a vaimenemisleveyttä Γ annettu atomitila.
Tiivistetyssä aineessa voi tapahtua Auger-siirtymiä johtuen tyhjien paikkojen täyttymisestä valenssinauhaelektroneilla, minkä seurauksena Auger-viivojen leveys kasvaa yksittäisten atomien siirtymiin verrattuna. Kaira-siirtymiä voi tapahtua myös vapaissa molekyyleissä. Molekyylien Auger-spektri on paljon monimutkaisempi kuin yksittäisten atomien Auger-spektrit.
Erikoistapausta Auger-ilmiöstä, jossa tyhjä paikka täytetään elektronilla saman kuoren ulkopuolelta, kutsutaan Koster-Kronig-siirtymäksi. Siinä tapauksessa, että myös emittoitu elektroni kuuluu samaan kuoreen, vaikutusta kutsutaan Koster-Kronig-supersiirtymäksi. Coster-Kronig-ilmiö on nimetty sen keksineiden hollantilaisten fyysikkojen Dirk Costerin ja Ralph Kronigin mukaan .
Sitä käytetään Auger-spektroskopiassa , menetelmässä, joka perustuu Auger-ilmiön seurauksena syntyneiden elektronien energiajakauman analyysiin.