Che cos'è la spettroscopia elettronica a coclea?
La spettroscopia elettronica a coclea (AES) viene spesso utilizzata per determinare la composizione chimica di uno strato sottile e microscopico di una superficie. Le particelle chiamate elettroni sono tipicamente mirate al materiale, innescando l'effetto Auger, in cui viene rimosso un elettrone dal guscio interno di un atomo, una particella di livello superiore prende il suo posto e viene emesso un altro elettrone. Condotto in un vuoto ultra elevato, il test viene generalmente eseguito con una pistola elettronica, un analizzatore, un rivelatore e un registratore di dati. Le informazioni vengono generalmente analizzate graficamente; la natura dei picchi di solito aiuta a identificare quali composti sono presenti nel campione.
Spesso vengono utilizzati fasci di elettroni, anche se a volte vengono rilasciati raggi X. Il tipo di materiale da testare determina quale viene utilizzato; gli ossidi, ad esempio, possono degradarsi se esposti a livelli elevati di elettroni. Le sostanze possono essere identificate perché l'energia di un elettrone Auger è tipicamente unica per l'elemento. Nella spettroscopia elettronica Auger, le particelle che fuoriescono non sono generalmente energiche come le altre. In genere devono essere molto vicini alla superficie per poter fuggire e qualsiasi gas presente durante l'AES può impedire alla particella di raggiungere il rivelatore.
Una pistola elettronica utilizzata nella spettroscopia elettronica a coclea di solito consiste in una sorgente per le particelle e una lente che focalizza il raggio. L'obiettivo può essere elettrostatico o elettromagnetico; quale viene utilizzato dipende dalla risoluzione richiesta. Un analizzatore di energia elettronica che fa parte di una tecnica di spettroscopia elettronica Auger può ordinare le particelle emesse in base ai loro livelli di energia. L'analizzatore può essere progettato come uno specchio cilindrico o due gusci concentrici emisferici.
I rivelatori a canale singolo o multiplo vengono spesso utilizzati per la spettroscopia elettronica a coclea. I dati vengono quindi analizzati da insiemi di picchi su un grafico. Il completamento delle scansioni richiede alcuni minuti, mentre le misurazioni ad alta risoluzione possono richiedere fino a 25 minuti. Una scansione di indagine identifica in genere quali elementi sono presenti, mentre un'altra scansione può dire quanto siano concentrati determinati atomi. Se il raggio viene scansionato attraverso il campione, è possibile produrre una mappa della superficie misurata.
La scienza della spettroscopia elettronica a coclea viene spesso utilizzata in molte applicazioni di fisica e chimica. Oltre a identificare gli elementi sulle superfici, può essere utilizzato anche per rilevare l'ossidazione e la corrosione. La risposta alla temperatura e la relativa fatica possono essere analizzate usando AES. La tecnica può anche essere utilizzata per ispezionare i circuiti integrati alla ricerca di contaminanti, ma una limitazione del processo è che spesso si verificano danni alla superficie del materiale testato.