La espectroscopía de electrones Auger (AES) es una técnica increíblemente útil para sondear muestras de materiales, pero las suposiciones actuales sobre el proceso ignoran algunos de los efectos clave que implica el tiempo. Hasta ahora, esto ha resultado en cálculos demasiado simplificados, que en última instancia han impedido que la técnica alcance su máximo potencial.
En un estudio publicado en The European Physical Journal Plus Alberto Noccera de la Universidad de Columbia Británica, Canadá, junto con Adrian Feiguin de la Universidad Northeastern, Estados Unidos, desarrollaron un nuevo enfoque computacional que ofrece una descripción teórica más precisa del proceso AES, teniendo en cuenta su dependencia del tiempo. Su método podría ayudar a los investigadores a mejorar la calidad del análisis de materiales en una amplia gama de campos:incluida la química, las ciencias ambientales y la microelectrónica.
En el proceso Auger, un electrón de la capa interna es inicialmente expulsado de su átomo, a menudo mediante el impacto de un pulso de luz energético. Luego, la vacante que deja es ocupada por un electrón de la capa externa.
A medida que este electrón salta entre capas, parte de su exceso de energía se transmite a otro electrón de la capa exterior, que posteriormente es expulsado del átomo como un electrón Auger. Dado que los espectros de energía de los electrones Auger dependen en gran medida de las estructuras atómicas, AES se puede utilizar como una sonda precisa de la composición elemental en muestras de materiales.
Actualmente, se supone generalmente que la energía impartida al átomo durante el proceso se redistribuye instantáneamente después de que se expulsa el electrón inicial de la capa interna. Sin embargo, esto ignora los movimientos de los electrones que rodean la vacancia inicial en el tiempo posterior a la eyección y cómo este proceso varía con la duración del pulso de luz inicial.
En su estudio, Noccera y Feiguin desarrollaron un enfoque computacional más sofisticado:considerando cómo las cargas y excitaciones de los electrones se reorganizan a lo largo del tiempo con diferentes duraciones de los pulsos de luz, y el efecto resultante sobre la redistribución de la energía en todo el átomo.
A su vez, el dúo proporciona una imagen más precisa del espectro de energía del electrón Auger. Después de probar su enfoque en un sistema modelo, ahora confían en que podría ayudar a los investigadores en estudios futuros a desbloquear todo el potencial de AES.
Más información: Alberto Nocera et al, Espectroscopia Auger más allá de la aproximación del tiempo de relajación del agujero central ultracorto, The European Physical Journal Plus (2023). DOI:10.1140/epjp/s13360-023-04717-4
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