Многоэлектронные ОЖЕ-эффекты в атомах

• Автор: Килин, Виктор Андреевич
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 173 c. : ил

I. СДВОЕННЫЙ 01Е-ЭФФЕКТ

1.1. Основные соотношения

1.2. Амплитуда сдвоенного Оже-эффекта в приближении

13 -связи

1.3. Энергия Оже-электрона

1.4. Приближенные формулы для. вероятности сдвоенного Оже-эффекта

1.5. Выбор волновых функций

1.6. Результаты вычислений

П. "УГЛУБЛЕНИЕ" И "ВСТРЕЧНОЕ ДВИЖЕНИЕ" ВАКАНСИЙ В

СДВОЕННЫХ ОЖЕ-ПЕРЕХОДАХ

2.1. Постановка задачи

2.2. "Углубление" вакансии
2.3. "Встречное движение" вакансии
2.4. Зависимость вероятности сдвоенного Оже-эффекта от степени ионизации внешних оболочек
Ш. ДВОЙНОЙ И ДБУХЭЛЕКТРОННЫЙ ОЖЕ-ЭФФЕКТЫ
3.1. Введение
3.2. Амплитуда и вероятность двойного Оже-распада
3.3. Приближенные формулы
3.4. Двойной Оже-распад -вакансии в неоне
3.5. Двухэлектронные Оже-переходы в неоне
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ШЩЕНИЕ
Различные физические процессы - взаимодействие электромагнитного поля с веществом, столкновение заряженных частиц с атомами, девозбуждение ядер - приводят к образованию вакансий в атомных оболочках. Последующее заполнение этих вакансий электронами наружных оболочек сопровождается выделением энергии, которая либо излучается в виде квантов света, либо за Счет межэлектронного взаимодействия передается одному или нескольким электронам, что приводит к их возбуждению или удалению из атома. В последнем случае процесс получил название эффекта Оже. Энергия удаляемого электрона (Оже-электрона) определяется положением уровней, на которых находятся начальные и конечные вакансии. Поэтому электронные Оже-спектры строго характерны для данного атома или иона и содержат богатую информацию об их электронной структуре и о переходах между электронными уровнями.
В прикладных задачах Оже-спектроскопия широко используется в диагностических целях, позволяя определять химический состав веществ. В частности, в последнее время она становится одним из основных методов химического анализа поверхности твердого тела и выяснения особенностей ее электронного строения.
Изучение спектральных характеристик многозарядных ионов имеет важное значение для астрофизических и лабораторных исследований плазмы. Весьма важно изучение Оже-процессов в физике твердого тела, где Оже-эффекты ответственны за появление электронов в зоне проводимости, и в нелинейной оптике, когда при исследовании оптического пробоя газов важно знать, откуда появились первичные, называемые затравочными, электроны. Затрудни-

тельна, а иногда и невозможна правильная интерпретация оптических спектров без учета происходящих в атомах Оже-распадов. Поэтому теоретическое изучение Оже-процессов представляет несомненный интерес.
В подавляющем большинстве случаев при одиночном Оже-распаде вакансии из атома удаляется только один электрон. Поэтому до последнего времени основное внимание уделялось изучению именно такого Оже-процесса, в котором принимают участие два электрона - совершающий переход и удаляемый. Этот процесс будем называть "обычным Оже-распадом". Существует ряд монографий и обзоров, посвященных его исследованию £1-51. Однако, сравнительно недавно были обнаружены совершенно новые типы Оже-переходов, в которых принимают участие более двух электронов атома - трехэлектронный,или сдвоенный Оже-эффект [б] и двойной Оже-эффект [7]. В результате этих переходов в электронных спектрах появляются новые группы линий, для правильной интерпретации которых следует проводить теоретические расчеты.
Настоящая работа посвящена теоретическому изучению названных многоэлектронных Оже-процессов. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и приложения.
В первой главе рассматривается трехэлектронный, или сдвоенный Оже-эффект в атомах с заполненными оболочками. Сдвоенный Оже-эффект возможен лишь в атомах или ионах, имеющих не менее трех электронов, при условии,что в их внутренних или промежуточных оболочках образованы две вакансии (дырки). Совместное заполнение этих вакансий за счет перехода двух электронов из внешних оболочек приводит к выделению значительной энергии, которая за счет взаимодействия между электронами может быть пере-

ятность сдвоенного Оже-распада будет равна суше вероятностей, вычисленных по одной из формул (1.41), (1.45), (1.52), (1.54), поскольку
из-за наличия интерференционных членов вида . Интерференционные слагаемые могут существенно уменьшить значение вероятности, если частные значения амплитуд имеют
разные знаки, и наоборот, увеличить, если все амплитуды одного знака. Во-вторых, в совокупности вкладов в полную амплитуду (1.10) могут оказаться большие по абсолютной величине слагаемые, отвечающие разным из рассмотренных приближенных механизмов. И в этом случае интерференция различных парциальных каналов может существенно уменьшить или увеличить вероятность Г^,и и, следовательно, сдвоенный Оже-распад нельзя рассматривать как некоторый процесс, идущий поэтапно. Для аккуратного учета много электронных корреляций необходимо применять выражения (1.24).
1.5. Выбор волновых функций
В настоящей работе при рассмотрении сдвоенного Оже-эффекта будем основываться на приближении Хартри-Фока, наилучшем из существующих одночастичных приближений. Согласно общим положениям теории многих тел [40,41], для описания как одноэлектронных состояний основного состояния атома-дырок, так и одноэлектронных возбуждений-частиц, следует использовать Хартри-Фоковские волновые функции, полученные в поле нейтрального атома. При этом, как известно [50,51] , дырочные волновые функции описывают движение электрона в поле ядра и самосогласованном поле ( М -1 )