Auger Elektron Spektroskopisi (AES)

TARAMALI ELEKTRON MİKROSKOBU (SEM)

• Taramalı elektron mikroskobu işlem için elektron demetini kullanan çok güçlü bir görüntü analiz tekniğidir.
• Resim bilgisi yanında, ilave donanım ile kimyasal analiz özelliği kazandırılmıştır.
• 25X ila 300.000X arasında büyütme yapabilir.
• 5 nm ye kadar detayları tanımlayabilir.
• Kullanımı nispeten kolay ve yaygındır.

AVANTAJLARI ;

• Çözme gücü
• Çözme Derinliği
• Büyütme

DEZAVANTAJLARI ;

• Vakum
• İletken numune
• Bakım masrafı yüksek
• Pahalı

  KULLANIM YERLERİ

• Topografi
• Morfoloji
• Şekil,boyut vs.
• Bileşim
• Kristalografik bilgi

 

ÜRETİLEN SİNYALLER 

Demet ve numune arasındaki etkileşim sonucu

• Auger elektronları
• Sekonder elektronları
• Geri saçılan elektronlar
• Karakteristik x-ışınları üretilir.

 

 

 

 

 

 AUGER ELEKTRON SPEKTROSKOPİSİ (AES)

Auger elektronlari 1925’de Wilson Hücresi deneyi yapan Auger tarafından, gelen parçacık enerjisinden bağımsız olarak bulundu. Auger prosesi uyarılmış fotonlar sayesinde de elde edilebilir(kimyasal analiz için elektron spektroskopisi, ESCA) ancak halen elektron uyarılması birincil uygulama olarak kullanılır. Auger elektronları yüzey atom tabakalarından elde edilirler. Enerjileri çok düşük oldukları için yalnızca yüzey kimyası hakkında bilgi verirler, yüzey mühendisliği tarafından sıkça kullanılır.

Auger elektronları 10-30Å kalınlığında bir derinlikten elde edilirler. Yaklaşık %0.25 atomik oranına sahip elementler tespit edilebilir. Hidrojen, helyum ve lityum hariç bütün elementler Auger elektronları saçar.

 

AUGER PROSESESİ

• Numune yüksek enerjiye sahip elektronlar tarafından bombardıman tabi tutulur.
• Bunun sonucunda hedefteki atomlardan bazı elektronlar kopar ve atomlar iyonize olur.
• İyonize olan atom kararsız olduğu için dış orbitallerden gelen bir elektron iç orbitaldeki elektron boşluğunu doldurur.

 

Bu islem sonucunda :

• X-ısını saçınımı olabilir
• Auger elektronu saçınımı olabilir.

L1 -> K geçisi sonucu açığa çıkan kinetik enerji,

Bu enerjinin bir kısmı L2,3 orbitalindeki elektronun bağlanma enerjisini yenmek için kullanılır.

Bundan dolayı L2,3 orbitalinden kopan elektronun sahip olduğu net kinetik enerji:

• Asağıda gösterilen prosesler sonucunda ortaya çıkan net kinetik enerji birbirine esittir.
• Bundan meydana gelen Auger prosesini tanımlamak için prosese katılımda bulunan orbitallerin isimlerinin verilmesi yeterlidir.
• Proses isimlendirilirken yüksek bağlanma enerjisinden düsük bağlanma enerjisine doğru bir isimlendirme yapılır.

Sadece asağıdaki orbitaller göz önüne alındığında su prosesler mümkündür:

• Bu prosesler sonucu elde edilen kinetik enerji değerleri karakteristik enerji değerleridir. Diğer bir deyişle o atoma özgüdür.
• Auger spektroskopisi Auger elektronlarının kinetik enerjilerinin ölçülerek Auger elektronlarının kaynaklandığı atomun/atomların tespit edilmesine dayanır.
• AES, atom numarası Z < 15 olan ve kinetik enerjisi 0–2500eV arasında olan yapılarla ilgilenir.

 

AUGER SPEKTRUMU

• Genel olarak E-N grafiği yerine dE/dN-E grafiği kullanılır.

Bunun sebebi karakteristik pikleri gözlemleyebilmenin daha kolay olmasıdır.

 

KAYNAKÇA

1. H.L. Marcus, Auger Electron Spectroscopy, Encyclopedia of Materials: Science and Technology (Second Edition) 2001, Pages 393–398
2. Afyon Kocatepe Üniversitesi,TARAMALI ELEKTRON MİKROSKOBU,Bahar 2010
3. Prof. Dr. Ömer YILDIZ, Malzeme Karakterizasyonu, Bahar 2008
4. Yrd. Doç .Dr. Aytekin HİTİT, Malzeme Karakterizasyon Teknikleri,AUGER SPEKTROPİSİ, Bahar 2011
5. Depth-selective X-ray absorption spectroscopy by detection of energy-loss Auger electrons,Isomura Noritake,Soejima Narumasa,2015