Auger Elektronenspektroskopie
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Auger Elektronenspektroskopie Von Benjamin Smith PC II Seminar 20.12.2012 Inhaltsverzeichnis -Pierre Victor Auger -Der Auger Effekt -Aufbau/Prinzip -Auger Elektronenspektrum -Vor- und Nachteile -Anwendungsbeispiele -Quellen Pierre Victor Auger - geboren am 14. Mai 1899 -war Physiker und arbeitete in der Kern- und Atomphysik -beschäftigte sich mit kosmischer Strahlung Piere Victor Auger -1926 entdeckte er bei der Untersuchung der Einwirkung von Röntgenstrahlung auf Materie den Auger Effekt -Auger Effekt wurde bereits 1922 von Lise Meitner entdeckt erhielt aber wenig Beachtung -starb am 24. Dezember 1993 Der Auger Effekt -strahlungsloser Übergang eines Elektrons in der Elektronenhülle eines Atoms -wird ein Elektron ausreichend angeregt wird es aus dem Atom herausgelöst -entstandene Lücke wird von Elektron aus höherer Schale aufgefüllt -frei werdende Energie wird auf ein Elektron in einer höheren Schale übertragen -dieses Elektron verlässt das Atom als Auger Elektron -konkurrenzprozess zur Emission eines Photons Schema Auger Effekt Der Auger Effekt -Energie des emitierten Auger-Elektrons abhängig von Energieniveaus des beteiligten Atoms -ungefähre Energieabschätzung des Auger Elektrons nach: KE= (EK-EL)-EM1,2 -Elektron wird aus K-Schale herausgelöst -freigewordener Platz wird durch Elektron aus L-Schale aufgefüllt Schema Auger Effekt -Elektron aus M-Schale wird ausgestrahlt -emittiertes Elektron= KLM Auger Elektron Der Auger Effekt -anschauliche Vorstellung: Emittierung eines Photons bei Auffüllung der Lücke -sofortige Absorption dieses Photons im selben Atom -dadurch Emission des Auger Elektrons -nur eine Modelvorstellung, da Auger Effekt strahlungslos ist Schema Auger Effekt Der Auger Effekt -Zahl der Auger Elektronen abhängig von OZ des Elements -Auger Elektronen eher bei leichteren Elementen -mit zunehmender OZ eher Röntgenstrahlung ( Emission von Photonen) Aufbau/Prinzip -Auger Elektronen Spektroskop aufgebaut aus: -Probe -Elektronenkanone -Sputter -Elektronenanalysator Aufbau/Prinzip Elektronenkanone: Beschuss der Probe mit Elektronen beruht auf dem Prinzip der thermischen Emission Elektronen werden thermisch aus der Elektronenquelle herausgelöst Quelle z.B. Wolfram mit einer Laufzeit von etwa 1000 Stunden Aufbau/Prinzip Sputter: Soll das eigentliche Material erfasst werden müssen Verunreinigugen entfernt werden Verunreinigungen können durch Sputtern ( zerstäuben) entfernt werden Verunreinigungen werden mit energierreichen Ionen beschossen Meist wird ionisiertes Argon verwendet Verunreinigungen werden herausgelöst und gehen in die Gasphase über Anwendung zur Präparation von hochreinen Oberflächen Aufbau/Prinzip Cylindrical Mirror Analyzer (CMA) -bestehend aus zwei konzentrischen Zylindern -äußerer Zylinder mit negativem Potential -innerer Zylinder mit positivem Potential -nur Elektronen mit der „richtigen“ kinetischen Energie erreichen Detektor -zu schnelle Elektronen prallen an den äußeren Zylinder -zu langsame Elektronen prallen an den inneren Zylinder Schema CMA Aufbau/Prinzip Concentric Hemispherical Analyzer (CHA) -bestehend aus zwei Halbkugeln mit unterschiedlichen Potentialen -Elektronen mit der „richtigen“ kinetischen Energie erreichen den Detektor -sonst selbes Prinzip wie bei CMA Schema CHA Aufbau/Prinzip Schema Auger Elektronenspektroskop Auger Elektronenspektroskop Auger Elektronenspektrum Sekundärelektronen Auger Elektronen Primärelektronen Inelastische gestreute Elektronen Auger Elektronenspektrum -Primärelektronen: Elektronen, welche durch elastische Stöße die ursprüngliche Energie des Elektronenstrahls haben -Sekundärelektronen: Elektronen, welche durch inelastische Stöße mit Primärelektronen nur noch eine geringe Energie besitzen -inelastisch gestreute Elektronen: Elektronen, die einen Teil ihrer Energie durch inelastische Stöße verloren haben Auger Elektronenspektrum -Auger Elektronspektrum von Kupfer -L = ursprüngliche Elektronenlücke -M2,3 = relaxierendes Elektron -V = emittiertes Auger Elektron -Verunreinigungen nicht so gut zu erkennen; deshalb Autragung in differentierter Form -Position des Signals = detektiertes Element - Fläche unter Signal = Menge an Elektronen Auger Elektronenspektrum und differentiertes AES von Kupfer Vorteile der AES -Hohe Nachweisempfindlichkeit -die Ergebnisse sind quantifizierbar. Es ist möglich Konzentrationsangaben zu machen Nachteile der AES -Es werden nur die ersten 10 Atomlagen durchdrungen -Es muss unter Ultrahochvakuum gearbeitet werden. Es kommt sonst zu einer Anlagerung einer Schicht aus Gas. Die Ergebnisse werden verfälscht -Alle Elemente bis auf H und He detektierbar. Die Ausbeute von AugerElektronen nimmt mit steigender OZ ab Auger Elektronenausbeuter Anwendungsbeispiele Chemische Forschung zur Aufklärung der Oberflächenstrukturen/Prozesse bei Katalysen Analyse von Korrosionsschutzproblematiken Im Maschinenbau zur Herstellung dünner, verschleissfester Schichten oder Hartstoffschichten auf Werkzeugoberflächen Analyse in der Elektrotechnischen Industrie: Elektrische Kontakte Kontaktmaterialien Dünnschichttechnologien Sensoren Quellen http://www.chem.qmul.ac.uk/surfaces/scc/scat5_2.htm http://www.prenhall.com/settle/chapters/ch42.pdf http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/thumb/8/85/Pierre_Victor_Auger.jpg/220px-Pi http://de.wikipedia.org/wiki/Pierre_Auger http://de.wikipedia.org/wiki/Augerelektronenspektroskopie http://www.fp.fkp.uni-erlangen.de/praktikumsversuche-master/Referate/e32.pdf Danke für Eure Aufmerksamkeit, Frohe Weihnachten und einen guten Rutsch ins neue Jahr
