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Lexikon der Chemie: Auger-Elektronenspektroskopie

Auger-Elektronenspektroskopie, Abk. AES, spektroskopische Methode, mit der die kinetische Energie von Sekundärelektronen (Auger-Elektronen) gemessen wird, die eine Probe strahlungslos als Folge einer Photo- oder Elektronenstoßionisation emittiert.

Bei der Wechselwirkung von Atomen mit Röntgen- oder Elektronenstrahlen werden Elektronen aus inneren Schalen herausgeschlagen, wobei angeregte, ionisierte Atome entstehen (Photoelektronenspektroskopie, Röntgenspektroskopie). Die dabei etwa in der K-Schale gebildete Leerstelle wird aufgefüllt, indem z. B. ein Elektron aus der LII-Schale zurückspringt. Die bei diesem Prozeß freiwerdende Energie EK - ELII kann in Form von Röntgenstrahlen abgegeben werden (Röntgenfluoreszenz) oder z. T. zur Loslösung eines weiteren Elektrons (z. B. aus der LIII-Schale) dienen, dem der Rest der Energie als kinetische Energie mitgegeben wird. Dabei entsteht ein doppelt ionisiertes Ion. Die kinetische Energie des Auger-Elektrons ist angenähert EkinEkELIIELIII. Ob Röntgenfluoreszenz oder Auger-Effekt bei der Desaktivierung des Anregungszustandes überwiegt, hängt von der Ordnungszahl des Elementes ab. Bei leichten Elementen dominiert der Auger-Effekt.

Die Energie der Auger-Elektronen entspricht bestimmten Elektronenübergängen, die für das betreffende Atom charakteristisch und von der Anregungsenergie unabhängig sind. Sie kann deshalb zur Kennzeichnung einer Atomart dienen (qualitative Analyse). Da die Elektronenniveaus in Abhängigkeit von dem Bindungszustand und der chem. Umgebung des betreffenden Atoms geringfügig verschoben werden können, tritt ebenso wie bei der Photoelektronenspektroskopie eine chem. Verschiebung der Signale auf, die zu einer detaillierteren Charakterisierung des betreffenden Elements in der vorliegenden Probe wichtig sind. Über die Anzahl der Auger-Elektronen lassen sich quantitative Analysen durchführen. Die geringe Tiefe, aus der Auger-Elektronen austreten, erlaubt die Analyse dünnster Oberflächenschichten. Die Anwendungsbereiche dieser Methode, die auch als Mikroanalysenmethode verwendet werden kann, liegen deshalb auf dem Gebiet der Oberflächenanalytik, wobei besonders solche Prozesse wie Katalyse, Oxidation und Korrosion untersucht worden sind.

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