Эффект Оже ( / oʊ ˈ ʒ eɪ / ; французское произношение: [ˈ/o.ʒe/] ) или эффект Оже-Мейтнера — физическое явление, при котором заполнение вакансии внутренней оболочки атома сопровождается эмиссией электрона от того же атома . [1] Когда остовный электрон удаляется, оставляя вакансию, электрон с более высокого энергетического уровня может упасть на вакансию, что приведет к высвобождению энергии . Для легких атомов (Z<12) эта энергия чаще всего передается валентному электрону, который впоследствии вылетает из атома. [2] Этот второй выброшенный электрон называется оже-электроном . [3] Для более тяжелых атомных ядер выделение энергии в виде испускаемого фотона постепенно становится все более вероятным.
При выбросе кинетическая энергия оже-электрона соответствует разнице между энергией начального электронного перехода в вакансию и энергией ионизации электронной оболочки , из которой был выбит оже-электрон. Эти энергетические уровни зависят от типа атома и химической среды, в которой атом находился.
Электронная оже-спектроскопия включает в себя эмиссию оже-электронов путем бомбардировки образца рентгеновскими лучами или энергичными электронами и измерение интенсивности оже-электронов, которые возникают в зависимости от энергии оже-электронов. Полученные спектры можно использовать для определения личности излучающих атомов и некоторой информации об их окружении.
Оже-рекомбинация — это аналог Оже-эффекта, который происходит в полупроводниках . Электрон и электрон-дырка (пара электрон-дырка) могут рекомбинировать, отдавая свою энергию электрону в зоне проводимости , увеличивая его энергию. Обратный эффект известен как ударная ионизация .
Эффект Оже может воздействовать на биологические молекулы, такие как ДНК. После ионизации K-оболочки составляющих атомов ДНК выбрасываются оже-электроны, что приводит к повреждению ее сахарофосфатного остова. [4]
Процесс оже-эмиссии был обнаружен и опубликован в 1922 году Лизой Мейтнер , [5] австрийско-шведским физиком, как побочный эффект в ее конкурентном поиске ядерных бета-электронов с британским физиком Чарльзом Драммондом Эллисом .
Французский физик Пьер Виктор Оже независимо открыл его в 1923 году [6] при анализе эксперимента с камерой Вильсона , и это стало центральной частью его докторской работы. [7] Высокоэнергетические рентгеновские лучи применялись для ионизации частиц газа и наблюдения фотоэлектрических электронов. Наблюдение электронных треков, не зависящих от частоты падающего фотона, позволило предположить механизм ионизации электронов, вызванный внутренним преобразованием энергии безызлучательного перехода. Дальнейшие исследования и теоретические работы с использованием элементарной квантовой механики и расчетов скорости / вероятности перехода показали, что этот эффект был скорее безызлучательным эффектом, чем эффектом внутренней конверсии. [8] [9]