La spettroscopia elettronica Auger (AES) è una tecnica incredibilmente utile per sondare campioni di materiale, ma le ipotesi attuali sul processo ignorano alcuni dei principali effetti dipendenti dal tempo che comporta. Finora, ciò ha portato a calcoli eccessivamente semplificati, che alla fine hanno impedito alla tecnica di raggiungere il suo pieno potenziale.

In uno studio pubblicato su The European Physical Journal Plus Alberto Noccera dell'Università della British Columbia, Canada, insieme ad Adrian Feiguin della Northeastern University, Stati Uniti, hanno sviluppato un nuovo approccio computazionale che offre una descrizione teorica più precisa del processo AES, tenendo conto della sua dipendenza dal tempo. Il loro metodo potrebbe aiutare i ricercatori a migliorare la qualità dell'analisi dei materiali in una vasta gamma di campi, tra cui chimica, scienze ambientali e microelettronica.

Nel processo Auger, un elettrone del guscio interno viene inizialmente espulso dal suo atomo, spesso attraverso un impatto con un impulso luminoso energetico. Successivamente, il posto vacante che lascia viene riempito da un elettrone del guscio esterno.

Quando questo elettrone salta tra i gusci, parte della sua energia in eccesso viene impartita a un altro elettrone del guscio esterno, che viene successivamente espulso dall'atomo come elettrone Auger. Poiché gli spettri energetici degli elettroni Auger dipendono fortemente dalle strutture atomiche, AES può essere utilizzato come sonda accurata della composizione elementare nei campioni di materiale.

Attualmente, si presume generalmente che l'energia impartita all'atomo durante il processo venga immediatamente ridistribuita dopo l'espulsione dell'elettrone iniziale dal guscio interno. Tuttavia, ciò ignora i movimenti degli elettroni che circondano il posto vacante iniziale nel tempo successivo all'espulsione e come questo processo varia con la durata dell'impulso luminoso iniziale.

Nel loro studio, Noccera e Feiguin hanno sviluppato un approccio computazionale più sofisticato:considerando come le cariche e le eccitazioni degli elettroni vengono riorganizzate nel tempo con durate variabili degli impulsi luminosi e l'effetto risultante sulla ridistribuzione dell'energia in tutto l'atomo.

A loro volta, i due forniscono un quadro più accurato dello spettro energetico dell’elettrone Auger. Dopo aver testato il loro approccio su un sistema modello, ora sono fiduciosi che potrebbe aiutare i ricercatori in studi futuri a sbloccare l'intero potenziale di AES.

Ulteriori informazioni: Alberto Nocera et al, Spettroscopia Auger oltre l'approssimazione del tempo di rilassamento del nucleo ultracorto, The European Physical Journal Plus (2023). DOI:10.1140/epjp/s13360-023-04717-4

Fornito da SciencePOD