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Analyse et technologie des surfaces
libre. Cette transition entre ces deux niveaux libère l’énergie E W – E X qui est transférée à un troisième électron du même atome, par exemple, L 2 (= E Y ). Donc l’énergie cinétique d’un électron Auger E WXY émis par un atome du numéro atomique Z
se calcule par la relation suivante:
(4.1)
où les niveaux W , X et Y représentent les trois niveaux énergétiques du processus
Auger (par exemple KLL, LMM, MNN – on supprime la notation des
sous-niveaux). Le terme δ (entre 0 et 1) tient compte du fait qu’après la première
ionisation les électrons qui restent subissent une plus forte attraction par les protons
(majoritaires de +1) correspondant à une attraction d’un atome avec un proton de
plus ( Z + 1). En général, cet effet est réduit par l’effet d’écran des électrons de cœur
de l’atome ionisé. En conséquence, les niveaux électroniques sont décalés vers le
bas. L’expérience montre qu’un valeur de δ = 0,5 (entre 0 et 1) représente une bonne
approximation pour le calcul d’énergie d’un électron Auger.
Ainsi, l’énergie du pic d’oxygène est approximativement E KLL = 512 eV
comme indiqué à la figure 4.2. En pratique, on trouve expérimentalement ce pic
entre 508 et 512 eV pour divers oxydes. Puisque les niveaux énergétiques sont
caractéristiques des éléments, on peut tous les identifier sauf H et He, car il faut au
moins 3 électrons pour l’effet Auger. Comme énergie primaire, on utilise en général
une énergie comprise entre 3 et 30 keV.
La figure 4.3 montre le schéma d’un spectre d’électrons lors d’une analyse des
électrons secondaires où on mesure le nombre des électrons émis par l’échantillon
en fonction de leur énergie cinétique.
Nous observons que les pics Auger sont superposés au spectre non caractéristique des électrons secondaires. Les électrons de perte sont ceux qui ont perdu une
énergie précise correspondant à une transition entre deux niveaux énergétiques. Une
discussion de la distribution inélastique des électrons se trouve dans Langeron [4.3].
E WXY
E W Z
( ) E x Z δ
+
(
)
–
E y Z δ
+
(
)
–
Φ A
–
=
N(E)
pic élastique
pics des pertes
électrons secondaires
pics Auger
seuil d’ionisation
électrons rétrodiffusés
0
E p
E cin
Fig. 4.3 Représentation schématique d’un spectre d’électrons lors d’une analyse AES.
Analyse et technologie des surfaces
libre. Cette transition entre ces deux niveaux libère l’énergie E W – E X qui est transférée à un troisième électron du même atome, par exemple, L 2 (= E Y ). Donc l’énergie cinétique d’un électron Auger E WXY émis par un atome du numéro atomique Z
se calcule par la relation suivante:
(4.1)
où les niveaux W , X et Y représentent les trois niveaux énergétiques du processus
Auger (par exemple KLL, LMM, MNN – on supprime la notation des
sous-niveaux). Le terme δ (entre 0 et 1) tient compte du fait qu’après la première
ionisation les électrons qui restent subissent une plus forte attraction par les protons
(majoritaires de +1) correspondant à une attraction d’un atome avec un proton de
plus ( Z + 1). En général, cet effet est réduit par l’effet d’écran des électrons de cœur
de l’atome ionisé. En conséquence, les niveaux électroniques sont décalés vers le
bas. L’expérience montre qu’un valeur de δ = 0,5 (entre 0 et 1) représente une bonne
approximation pour le calcul d’énergie d’un électron Auger.
Ainsi, l’énergie du pic d’oxygène est approximativement E KLL = 512 eV
comme indiqué à la figure 4.2. En pratique, on trouve expérimentalement ce pic
entre 508 et 512 eV pour divers oxydes. Puisque les niveaux énergétiques sont
caractéristiques des éléments, on peut tous les identifier sauf H et He, car il faut au
moins 3 électrons pour l’effet Auger. Comme énergie primaire, on utilise en général
une énergie comprise entre 3 et 30 keV.
La figure 4.3 montre le schéma d’un spectre d’électrons lors d’une analyse des
électrons secondaires où on mesure le nombre des électrons émis par l’échantillon
en fonction de leur énergie cinétique.
Nous observons que les pics Auger sont superposés au spectre non caractéristique des électrons secondaires. Les électrons de perte sont ceux qui ont perdu une
énergie précise correspondant à une transition entre deux niveaux énergétiques. Une
discussion de la distribution inélastique des électrons se trouve dans Langeron [4.3].
E WXY
E W Z
( ) E x Z δ
+
(
)
–
E y Z δ
+
(
)
–
Φ A
–
=
N(E)
pic élastique
pics des pertes
électrons secondaires
pics Auger
seuil d’ionisation
électrons rétrodiffusés
0
E p
E cin
Fig. 4.3 Représentation schématique d’un spectre d’électrons lors d’une analyse AES.