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オージェ効果（/ oʊ ˈ ʒ eɪ / ;フランス語発音: [ˈ/o.ʒe/]）またはオージェ・マイトナー効果は、原子が電子を放出する物理現象です。これは、原子の内殻の空孔が電子で満たされ、エネルギーが放出され、同じ原子の異なる殻から別の電子が放出されるときに発生します。[1]
中心電子が除去されて空孔が残ると、より高いエネルギーレベルの電子が空孔に落ち込み、エネルギーが解放される。軽い原子（Z<12）の場合、このエネルギーはほとんどの場合、価電子に移動し、その後原子から放出される。[2]この2番目に放出された電子はオージェ電子と呼ばれる。[3]より重い原子核では、放出された光子の形でのエネルギーの解放の可能性が徐々に高くなる。
効果
放出されると、オージェ電子の運動エネルギーは、空孔への最初の電子遷移のエネルギーと、オージェ電子が放出された電子殻のイオン化エネルギーの差に相当します。これらのエネルギー レベルは、原子の種類と、原子が位置していた化学環境によって異なります。
オージェ電子分光法では、サンプルにX 線または高エネルギー電子を照射してオージェ電子を放出し、オージェ電子エネルギーの関数として生じるオージェ電子の強度を測定します。得られたスペクトルを使用して、放出原子の正体やその環境に関する情報を特定できます。
オージェ再結合は半導体で起こる類似のオージェ効果です。電子と電子正孔（電子正孔対）は再結合して伝導帯の電子にエネルギーを与え、伝導帯の電子のエネルギーを増加させます。逆の効果は衝撃イオン化として知られています。
オージェ効果はDNAなどの生物学的分子に影響を与える可能性があります。DNAの構成原子のK殻イオン化に続いてオージェ電子が放出され、糖リン酸骨格の損傷につながります。[4]
発見
オージェ放出過程は、オーストリア系スウェーデン人の物理学者リーゼ・マイトナー[5]によって、イギリスの物理学者チャールズ・ドラモンド・エリスとの原子核ベータ電子の競争的探索の副産物として1922年に観測され、発表されました。
フランスの物理学者ピエール・ヴィクトル・オージェは、 1923年にウィルソン霧箱実験の分析によりこれを独自に発見し[6]、これが彼の博士論文の中心的研究となった。[7]高エネルギーX線をガス粒子のイオン化と光電電子の観測に応用した。入射光子の周波数に依存しない電子の軌跡の観測から、無放射遷移からのエネルギーの内部変換によって引き起こされる電子イオン化のメカニズムが示唆された。さらなる調査と、基本的な量子力学と遷移速度/遷移確率計算を使用した理論的研究により、この効果は内部変換効果というよりも無放射効果であることが示された。[8] [9]
参照
参考文献
- ^ IUPAC、化学用語集、第 2 版 (「ゴールドブック」) (1997)。オンライン修正版: (2006–)「オージェ効果」。doi : 10.1351 /goldbook.A00520
- ^ Berkowitz.光吸収、光イオン化、光電子分光法。Academic Press。p . 156。doi :10.1016/ B978-0-12-091650-4.50011-6。ISBN 978-0-12-091650-4。
- ^ IUPAC、化学用語集、第2版（ 「ゴールドブック」）（1997年）。オンライン修正版：（2006年～）「オージェ電子」。doi ：10.1351/goldbook.A00521
- ^ 横谷明成、伊藤隆 (2017-08-03). 「生物系における光子誘起オージェ効果：レビュー」.国際放射線生物学誌. 93 (8): 743–756. doi :10.1080/09553002.2017.1312670. ISSN 0955-3002. PMID 28397587.
- ^ L. マイトナー (1922)。 「Über die Entstehung der β-Strahl-Spektren radioaktiver Substanzen」。Z.物理学。9 (1): 131–144。Bibcode :1922ZPhy....9..131M。土井：10.1007/BF01326962。S2CID 121637546。
- ^ P. Auger: Sur les rayons β Secondaires produits dans un gaz par des rayons X、CRAS 177 (1923) 169–171.
- ^ Duparc, Olivier Hardouin (2009). 「Pierre Auger – Lise Meitner: Auger効果への比較貢献」International Journal of Materials Research . 100 (9): 1162–1166. Bibcode :2009IJMR..100.1162H. doi :10.3139/146.110163. S2CID 229164774.
- ^ 「オージェ効果とその他の無放射遷移」バーホップ、EHS、ケンブリッジ物理学モノグラフ、1952年
- ^ 「オージェ遷移の理論」 Chattarji, D.、Academic Press、ロンドン、1976年