A espectroscopia de elétrons Auger (AES) é uma técnica incrivelmente útil para sondar amostras de materiais – mas as suposições atuais sobre o processo ignoram alguns dos principais efeitos dependentes do tempo que ele envolve. Até agora, isto resultou em cálculos excessivamente simplificados, que acabaram por impedir que a técnica atingisse todo o seu potencial.



Em um estudo publicado no The European Physical Journal Plus Alberto Noccera da University of British Columbia, Canadá, juntamente com Adrian Feiguin da Northeastern University, Estados Unidos, desenvolveram uma nova abordagem computacional que oferece uma descrição teórica mais precisa do processo AES, levando em consideração sua dependência do tempo. Seu método poderia ajudar os pesquisadores a melhorar a qualidade da análise de materiais em uma ampla gama de campos:incluindo química, ciências ambientais e microeletrônica.

No processo Auger, um elétron da camada interna é inicialmente expulso de seu átomo, muitas vezes por meio de um impacto com um pulso de luz energético. Depois disso, a vaga deixada para trás é preenchida por um elétron da camada externa.

À medida que esse elétron salta entre as camadas, parte de seu excesso de energia é transmitida a outro elétron da camada externa, que é subsequentemente ejetado do átomo como um elétron Auger. Como os espectros de energia dos elétrons Auger dependem fortemente de estruturas atômicas, o AES pode ser usado como uma sonda precisa da composição elementar em amostras de materiais.

Atualmente, é geralmente assumido que a energia transmitida ao átomo durante o processo é instantaneamente redistribuída após o elétron inicial da camada interna ser ejetado. No entanto, isto ignora os movimentos dos electrões que rodeiam a vaga inicial no tempo seguinte à ejecção, e como este processo varia com a duração do impulso de luz inicial.

Em seu estudo, Noccera e Feiguin desenvolveram uma abordagem computacional mais sofisticada:considerando como as cargas e excitações dos elétrons são reorganizadas ao longo do tempo com durações variadas de pulso de luz e o efeito resultante na redistribuição de energia em todo o átomo.

Por sua vez, a dupla fornece uma imagem mais precisa do espectro de energia do elétron Auger. Depois de testar a sua abordagem num sistema modelo, estão agora confiantes de que poderá ajudar os investigadores em estudos futuros a desbloquear todo o potencial do AES.

Mais informações: Alberto Nocera et al, Espectroscopia Auger além da aproximação ultracurta do tempo de relaxamento do furo central, The European Physical Journal Plus (2023). DOI:10.1140/epjp/s13360-023-04717-4
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