Az Auger-effektus (Auger-effektus) egy atomi héjelektron kiszökése az atomban bekövetkező nem sugárzó átmenet következtében az egyik belső héjon bármilyen okból keletkező üresedésből eredő gerjesztés eltávolításakor. Üresedés akkor keletkezhet, ha egy másik elektron kiüt röntgen- vagy gamma-sugárzás, elektronbecsapódás következtében , valamint magfolyamatok eredményeként - az atommag szintjei közötti átmenet során bekövetkező belső konverzió vagy az atommag általi elektronbefogás (az egyik a béta-bomlás típusai ) [1] . Ezt a jelenséget először Lise Meitner fedezte fel és publikálta 1922-ben [2] . Pierre Auger , aki a hatás nevét adta, 1923-ban önállóan fedezte fel felhőkamrás kísérletek elemzése alapján [3] .
A belső elektronhéjon kialakult ürességgel rendelkező pozitív ion állapota instabil, az elektronikus alrendszer a gerjesztési energiát minimalizálni igyekszik úgy, hogy az üresedést valamelyik magasabb elektronszintről származó elektronnal tölti fel. Az alacsonyabb szintre való átmenet során felszabaduló energia vagy a jellegzetes röntgensugárzás kvantum formájában bocsátható ki , vagy egy harmadik elektronra kerülhet, amely kénytelen elhagyni az atomot. Az első eljárás az 1 keV -ot meghaladó elektronkötési energia , a második a könnyű atomok és az 1 keV -ot meg nem haladó elektronkötési energia esetén valószínűbb .
A második folyamatot felfedezőjének, Pierre Augernek a nevén nevezik - "Auger-effektusnak", és az ebben a folyamatban felszabaduló elektron, amelyre a felesleges energia átkerült, az Auger-elektron . Az Auger-elektron mozgási energiája nem függ a gerjesztő sugárzás energiájától, hanem az atom energiaszintjeinek szerkezete határozza meg. Az Auger-elektronok spektruma diszkrét (ellentétben az atommagok béta-bomlása során keletkező elektronok folytonos spektrumával). Annak az elektronnak az E kötési energiájának , amelyre az E in gerjesztési energia átkerül az Auger-folyamat során, kisebbnek kell lennie, mint E in . Egy Auger-elektron kinetikus energiája egyenlő a gerjesztési energia és a kötési energia különbségével: E to = E in − E st . Az Auger-elektronok tipikus kinetikai energiái különböző atomokra és átmenetekre több tíz eV-tól több keV-ig terjednek.
Egy Auger-elektron kiszökése után egy üresedés marad a helyén, így a héj továbbra is gerjesztett állapotban van (a maradék gerjesztés energiája megegyezik a kibocsátott Auger-elektron kötési energiájával). A megüresedett helyet, ha nem is a legmagasabb szinten, egy magasabb héjból származó elektron tölti ki, az energiát pedig egy jellegzetes röntgenfoton vagy egy új Auger-elektron emissziója viszi el. Ez addig történik, amíg a megüresedett helyek a legfelső héjba nem kerülnek (szabad atomban), vagy megtelnek a vegyértéksáv elektronjaival (amikor az atom egy anyagban van). Az elektron külső sugárzás általi kiütése vagy belső konverzió hatására létrejött Auger-átmenet eredményeként egy szabad atom legalább kétszeres töltésű pozitív ionná válik (az első ionizáció az elektron kiütése, a második egy Auger-elektron emissziója). Az elektronbefogással megindított Auger-effektus hatására egyszeres töltésű pozitív ion képződhet (mivel az atommag töltése eggyel csökken az elektronbefogás hatására).
Egy üresedés energiája nullától eltérő valószínűséggel átvihető bármelyik magasabb szintről származó elektronra, így az Auger-elektronok spektruma általában sok vonalból áll. Az átlagos τ idő egy üresedés megjelenésétől a betöltéséig véges (és kicsi), ezért az Auger-vonalak véges szélessége Δ E ≈ ħ /τ ~ 1...10 eV , amely megfelel a Γ csillapítási szélességnek . adott atomi állapot.
Kondenzált anyagban Auger-átmenetek történhetnek a megüresedett helyek vegyértéksáv-elektronokkal való feltöltése miatt, aminek következtében az Auger-vonalak szélessége megnövekszik az egyes atomok átmeneteihez képest. A csigás átmenetek szabad molekulákban is előfordulhatnak. A molekuláris Auger-spektrum sokkal bonyolultabb, mint az egyes atomok Auger-spektruma.
Az Auger-effektus egy speciális esetét, amikor egy üresedést ugyanazon héj külső alszintjéről származó elektron tölt ki, Koster-Kronig átmenetnek nevezzük. Abban az esetben, ha a kibocsátott elektron is ugyanahhoz a héjhoz tartozik, a hatást Koster-Kronig szupertranszíciónak nevezzük. A Coster-Kronig effektus nevét Dirk Coster és Ralph Kronig holland fizikusokról kapta, akik felfedezték .
Az Auger-spektroszkópiában alkalmazzák, amely az Auger-effektus eredményeként keletkező elektronok energiaeloszlásának elemzésén alapul.