La spectroscopie électronique Auger (AES) est une technique incroyablement utile pour sonder des échantillons de matériaux, mais les hypothèses actuelles sur le processus ignorent certains des principaux effets dépendants du temps qu'il implique. Jusqu'à présent, cela a abouti à des calculs trop simplifiés, qui ont finalement empêché la technique d'atteindre son plein potentiel.

Dans une étude publiée dans The European Physical Journal Plus Alberto Noccera de l'Université de Colombie-Britannique, au Canada, et Adrian Feiguin de la Northeastern University, aux États-Unis, ont développé une nouvelle approche informatique qui offre une description théorique plus précise du processus AES, tout en tenant compte de sa dépendance temporelle. Leur méthode pourrait aider les chercheurs à améliorer la qualité de leurs analyses de matériaux dans un large éventail de domaines :notamment la chimie, les sciences de l'environnement et la microélectronique.

Dans le processus Auger, un électron de la couche interne est initialement expulsé de son atome, souvent par impact avec une impulsion lumineuse énergétique. Ensuite, le vide qu'il laisse est comblé par un électron de la couche externe.

Lorsque cet électron saute entre les couches, une partie de son excès d’énergie est transmise à un autre électron de la couche externe, qui est ensuite éjecté de l’atome sous la forme d’un électron Auger. Étant donné que les spectres énergétiques des électrons Auger dépendent fortement des structures atomiques, l'AES peut être utilisé comme sonde précise de la composition élémentaire des échantillons de matériaux.

Actuellement, il est généralement admis que l’énergie transmise à l’atome au cours du processus est instantanément redistribuée après l’éjection de l’électron initial de la couche interne. Cependant, cela ignore les mouvements des électrons entourant la vacance initiale dans le temps qui suit l'éjection, et la façon dont ce processus varie avec la durée de l'impulsion lumineuse initiale.

Dans leur étude, Noccera et Feiguin ont développé une approche informatique plus sophistiquée :en considérant comment les charges et les excitations des électrons sont réorganisées au fil du temps avec des durées d'impulsion lumineuses variables, et l'effet qui en résulte sur la redistribution de l'énergie dans l'atome.

À leur tour, le duo fournit une image plus précise du spectre énergétique de l’électron Auger. Après avoir testé leur approche sur un système modèle, ils sont désormais convaincus que cela pourrait aider les chercheurs dans de futures études à libérer tout le potentiel de l'AES.

Plus d'informations : Alberto Nocera et al, Spectroscopie Auger au-delà de l'approximation ultra-courte du temps de relaxation noyau-trou, The European Physical Journal Plus (2023). DOI :10.1140/epjp/s13360-023-04717-4

Fourni par SciencePOD