thumb|280px|Deux vues de l'effet Auger-Meitner : (a) illustre séquentiellement les étapes impliquées dans la désexcitation Auger-Meitner . Un électron incident (ou un photon) crée un trou de cœur dans le niveau 1s. Un électron du niveau 2s remplit le trou 1s et l'énergie de transition est transmise à un électron 2p qui est émis. Le niveau atomique final a ainsi deux trous, un sur l'orbitale 2s et un autre sur l'orbitale 2p. (b) illustre le même processus en utilisant la notation spectroscopique KL1L2,3. L'effet Auger-Meitner (parfois effet Auger) est un phénomène physique apparaissant lors de la désexcitation d'un atome qui se traduit par l'émission d'un électron. Lorsqu'un atome est bombardé par des rayonnements ionisants, un électron peut être retiré d’une couche interne atomique, laissant une place vacante, qu'un électron d’une couche de plus haute énergie peut venir remplir. L'énergie récupérée dans le processus peut être évacuée par l'atome de différentes façons, par exemple par émission d'un photon (c'est la fluorescence X), ou par éjection d'un autre électron de l'atome, qui emporte l'énergie en excès sous forme d'énergie cinétique. C'est ce second processus qui constitue l'effet Auger-Meitner . L'électron éjecté est également appelé électron Auger-Meitner.
Ce processus de désexcitation ne fait pas intervenir de photon (on parle de processus non radiatif) et ne doit pas être confondu avec l'auto-absorption d'un rayon X par l'atome qui l'émettrait, un phénomène extrêmement peu probable. L'émission Auger-Meitner est en compétition avec l'émission X, de la même façon que l'émission gamma est en compétition avec la conversion interne au niveau nucléaire.
Ce phénomène est utilisé pour faire des analyses élémentaires de surface : c'est la « spectrométrie Auger-Meitner ». Ce phénomène a également été identifié début 2013 comme responsable de la perte d'efficacité des LED à hautes intensitésOn sait enfin pourquoi les LED sont peu efficaces, Le Monde, 6 mai 2013, une partie de l'énergie transmise étant convertie en chaleur et non en lumièreDirect Measurement of Auger Electrons Emitted from a Semiconductor Light-Emitting Diode under Electrical Injection, Physical Review Letters, 25 avril 2013.
Découverte et nommage Ce phénomène est découvert indépendamment par Lise Meitner en 1922L. Meitner : Über die Entstehung der β-Strahl-Spektren radioaktiver Substanzen, Z. Physik 9 (1922) 131-144. et Pierre Auger en 1923P. Auger, Sur les rayons β secondaires produits dans un gaz par des rayons X, C.R.A.S. 177 (1923) 169-171. (//gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3130n.image.f187.langFR). Le phénomène a cependant gardé le seul nom de Pierre Auger par la suite. Une étudeO. Hardouin Duparc : Pierre Auger – Lise Meitner, Comparative contributions to the Auger effect, Int. J. Mat. Res. 100 (2009) 1162-1166. DOI: 10.3139/146.110163O. Hardouin Duparc : Pierre Auger - Lise Meitner, Contributions Comparées à l’effet Auger, Reflets de la Physique, 18 (2010) 23-25. DOI: 10.1051/refdp/2010006 sur les publications des deux chercheurs justifie cette attribution par le peu d'intérêt porté par Lise Meitner à cette découverte en physique atomique. En effet la physique nucléaire plutôt qu'atomique était au centre des recherches de Meitner, tandis que le nouvel effet en physique atomique était le sujet central de la thèse de Pierre Auger. Cependant, depuis 2019, plusieurs publications scientifiques plaident pour une reconnaissance conjointe du phénomène sous le nom d’« effet Auger-Meitner », soulignant la contribution précoce de Meitner au mécanisme d’émission électronique non radiative. Cette évolution terminologique, initiée notamment dans Physics Today, est de plus en plus adoptée dans les milieux scientifiques.
Calcul des énergies vignette|Exemple de désexcitation Auger En prenant par exemple le cas où un électron est éjecté de la couche électronique K d'énergie , un autre électron présent sur la couche L, d'énergie peut descendre sur la couche K en transmettant son énergie à un troisième électron sur la couche M, d'énergie , qui va quitter l'atome (c'est l'électron Auger-Meitner ).
L'énergie de l'électron Auger-Meitner se calcule par : .
Ces calculs approximatifs doivent être affinés en pratique en tenant compte de nombreuses autres considérations, comme les niveaux hyperfins, en particulier dans les applications quantitatives de la spectrométrie Auger-Meitner (voir la section « Liens externes »).
Spectrométrie Auger-Meitner
Un spectromètre Auger-Meitner est un appareil très semblable à un microscope électronique à balayage ; il permet d'ailleurs de faire des images du même type.
L'appareil comporte un canon électronique qui bombarde l'échantillon, et un détecteur d'électrons qui détecte les électrons Auger-Meitner et détermine leur énergie. L'énergie des électrons permet de déterminer la nature chimique des atomes, et le mode balayage permet de dresser une cartographie chimique de la surface de l'échantillon.
Les électrons Auger-Meitner ayant une faible énergie, seuls ceux provenant des premières couches atomiques sortent de l'échantillon, c'est donc une méthode d'analyse superficielle. Pour la même raison, il faut travailler en vide poussé (ultra-vide, de l'ordre de , ).
Par ailleurs, ce sont les éléments légers (faible numéro atomique, Z) qui produisent le plus d'électrons Auger-Meitner , les atomes lourds (Z élevé) produisant surtout des . L'analyse chimique est donc limitée aux éléments légers.
Notes et références
Voir aussi Articles connexes Interaction rayonnement-matière Observatoire Pierre Auger Transition Coster-Kronig
Liens externes Spectroscopie des électrons Auger, Techniques de l'ingénieur Spectrométrie des électrons Auger, Revue de Physique Appliquée 11, 1 (1976) 13-21
Catégorie:Spectroscopie Catégorie:Analyse par rayon X
de:Augerelektronenspektroskopie#Auger-Effekt