[科普中国]-俄歇跃迁

俄歇跃迁又称为俄歇效应，是指当X射线或γ射线辐射到物体上时，由于光子能量很高，能穿入物体，使原子内壳层上的束缚电子发射出来，这时，外层能量高的电子会跃迁到内层填补这个空穴，并释放出能量。释放方式有两种：一种以光子形式辐射出，如发射X射线；另一种是将该能量转移，转移给另一个电子，得到能量的电子会从原子中激发出来，这就是俄歇电子。在上述跃迁过程中一个电子能量的降低，伴随另一个电子能量的增高，这个跃迁过程就是俄歇效应。

光电子用可见光光子可以从金属或半导体击出光电子，如果使用高能光子或电子，则可以从原子的内壳层或固体的深层能带击出光电子1。

俄歇效应1925年法国人俄歇（M.P.Auger）在威尔逊云雾室用x射线研究电离惰性气体的光电效应。预想是这样：x射线光子的能量越高，逸出的光电子的初动能越大，在云雾室中形成径迹的长度随x射线光子能量的增加而增加。

可是在实验中发现了另一条电子径迹，它的长度不随x射线光子能量变化，却同被照原子的类型有关，不能用光电效应来解释，后来称造成这种径迹的电子为俄歇电子。在发射光电子后，发射俄歇电子，使原子、分子成为高价离子的现象称为俄歇效应1。

俄歇电子的发射过程以氩原子为例说明俄歇电子的发射过程。

氩原子的电子在各壳层的排布如图所示，当能量大于K壳层电子结合能的光子（或电子、X射线、伽马射线等）与氩原子碰撞时，轰出K壳层的束缚电子，留下一个空穴，K层一个电子被电离。

从上述过程可以看出，至少有两个能级和三个电子参与俄歇过程，所以氢原子和氦原子不能产生俄歇电子。同样孤立的锂原子因为最外层只有一个电子，也不能产生俄歇电子。但是在固体中价电子是共用的，所以在各种含锂化合物中也可以看到从锂发生的俄歇电子。俄歇电子的动能取决于元素的种类2。

应用俄歇电子能谱，其结果可以用来识别原子及其原子周围的环境。它是用电子能谱仪在真空中对俄歇电子进行探测分析后得到的电子能谱。同时从俄歇电子的能量与强度，可以求出原子或分子中的过渡几率。反之，由已知能量的俄歇光谱线，可以校准转换电子的能量。按照这一效应，已制成俄歇电子谱仪，在表面物理、化学反应动力学、材料、冶金、电子等的领域内进行着高灵敏度的检测与快速分析2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学