オージェ過程

解決済

質問者：gods-twilight
質問日時：2001/06/16 23:38
回答数：1件

いま、オージェ電子分光について勉強しています。
以前下のＵＲＬでわかりやすく教えてもらいました。
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=84445
オージェは内殻に空孔ができたときに外殻から遷移してくると理解したのですが、
ＭＭＭオージェ過程というのが理解できません。
内殻と外殻が一緒なのにオージェ電子はなぜ出るのか教えてください。

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回答 (1件)

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No.1ベストアンサー

回答者： siegmund
回答日時：2001/06/17 15:55

だんだん話が難しくなってきました(^^;)

オージェ過程の記法の理解に混乱があるような気がします．

(1) Ｋ殻に空孔がある状態
(2) Ｋ殻にＬ殻から電子が落ちて，別のＬの電子が外に放出される(オージェ電子)

(1)→(2)の過程を通常 K-LL と書いています(ハイフンに注意！)．
(2)の代わりに

(2') Ｋ殻にＬ殻から電子が落ちて，Ｍ殻の電子が外に放出される(オージェ電子)
だったら，K-LM です．

質問で MMM と書かれているのは，M-MM ではないですよね．
(2')が起こった後の状態はどうなっているかと言いますと，
Ｌ殻に空孔が１個，Ｍ殻に空孔が１個ですね．
もう一度オージェ過程が起きることが可能です．

(3') Ｌ殻にＭ殻から電子が落ちて，別のＭ殻の電子が外に放出される．

(2')→(3')の過程で，Ｍ殻の電子は２個減り，最初からＭ殻は１個空いていたから，
結局Ｍ殻には３個の空孔ができます．
これは LM-MMM 過程です．
多価イオンができたわけです．

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この回答へのお礼

なるほど！２つの過程を経てなるんですか。
なにしろ教科書が英語なもので、四苦八苦しています。（＾＾；
おかげで納得できました。
ありがとうございます！

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お礼日時：2001/06/18 19:09

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参考書を見てもよくわからないでいます。
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なんらかの原因で原子の内殻に空孔ができると，原子は不安定状態になります．
外殻から空いた内殻に電子が落ちてそこを埋めるわけですが，
内殻と外殻では当然エネルギー差がありますからこれをなんとかしないといけない．
で，他の外殻電子にエネルギーを与えて原子核の束縛から離れて自由電子として
飛び出させてしまうことがあります．
これがオージェ効果，外へ飛び出した電子がオージェ電子です．
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　Ｅ = hc/λ[J]
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あとは、
　h = 6.626*10^-34[J・s]
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　c = 2.998*10^8[m/s]
などの値より、
　E≒1240/λ[eV]
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ただしXPSでもプローブ(X線)を絞り込めるようになり、一方でAESでも結合状態の解析技術が進んだために、互いの技術は接近してきているようです[1]。
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以下のページなども参考にしてみてください。
[1] http://www.kanagawa-iri.go.jp/kitri/kouhou/ssknews/pdf/sannewspdf.html
ここの「1999年度発行　Vol. 5 No. 1(1999.5)」(pdfファイル)をダウンロードして読んでみてください。

[2] http://www.idema.gr.jp/news/38.htm
ここの「表面分析法を用いたヘッド・ディスクの測定事例」(pdfファイル)をダウンロードして読んでみてください。内容はTOF-SIMSについてのものですが、最初にXPSやAESなどの表面分析法を比較した表があります。

[3] http://www.cacs.co.jp/12kinou/conts/hyoumen_c1.htm

[4] http://www.nsg.co.jp/ntr/NTR-NEWS/ntrnews20.htm

[5] http://www.jeol.co.jp/technical/information/eo/escadata/esca006/esca006-01.htm

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「バルク」は「薄膜」の対義語です。
要は、薄膜ではない、分厚い塊をバルクと言います。

「バルク」という言葉は、結晶状態すなわち、アモルファスとか、単結晶とか、多結晶とか、それらについては何にも言っていません。
（ですから、アモルファスのバルクもあれば、単結晶のバルクもあれば、多結晶のバルクもあります。）

なお、薄膜とバルクの境目がどこかということについては、「量子効果が現れるか否か」ということでは必ずしもありません。
特に定義もされていません。
例えば、厚さ１μｍ程度以上のものも薄膜と称しますので。

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Q時定数について

時定数(τ=CR)について物理的意味とその物理量について調べているのですが、参考書等これといってわかりやすい説明がありません。どうが上記のことについて詳しく説明してもらえないでしょうか？

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1次応答のお話ですね。
物理の世界では「1次応答」と呼ばれる系をしばしば扱います。その系の応答の時間的尺度を表す数字が「時定数」です。物理量としては時間の次元を持ち、時間と同様に秒や分などを単位に表現できます。

直感的には「水槽から出て行く水」のアナロジーで考えると分かりやすいと思います。いま水槽があって下部に蛇口が付いているとします。蛇口をひねると水は流れ出ますが、水が流れ切ってしまうまでにどれくらい時間がかかるでしょうか。
明らかに水槽が大きいほど、そして蛇口が小さいほど時間がかかります。逆に水槽が大きくても蛇口も大きければ水は短時間で出て行きますし、蛇口が小さくても水槽が小さければこれまたすぐに水槽はからっぽになります。
すなわち水がからっぽになるまでに要する時間の目安として
　水槽の大きさ×蛇口の小ささ
という数字が必然的に出てきます。ご質問の電気回路の場合は
　コンデンサの容量→水槽の大きさ
　抵抗→蛇口の小ささ
に相当するわけで、CとRの積がその系の応答の時間的な目安を与えることはなんとなくお分かり頂けると思います。

数式を使いながらもう少し厳密に考えてみましょう。以下のようにコンデンサCと抵抗Rとからなる回路で入力電圧と出力電圧の関係を調べます。
　+　C 　-
○─┨┠─┬──●
↑　　　　＜　　↑
入　　　　＜R 　出
力　　　　＜　　力
○────┴──●

入力電圧をV_i、出力電圧をV_oとします。またキャパシタCに蓄積されている電荷をQとします。
するとまず
V_i = (Q/C) + V_o　　　(1)
の関係があります。
また電荷Qの時間的変化が電流ですから、抵抗Rの両端の電位差を考えて
(dQ/dt)・R = V_o　　　(2)
も成立します。
(1)(2)を組み合わせると
V_i = (Q/C) + (dQ/dt)・R　　　(3)
の微分方程式を得ます。

最も簡単な初期条件として、時刻t＜0でV_i = 0、時刻t≧0でV_i = V(定数)となるステップ応答を考えます。コンデンサCは最初は帯電していないとします。
この場合(3)の微分方程式は容易に解かれて
V_o = A exp (-t/CR)　　　(4)
を得ます。exp(x)はご存じかと思いますがe^xのこと、Aは定数です。解き方が必要なら最後に付けておきましたので参考にして下さい。
Cは最初は電荷を蓄積していないのですから、時刻t=0において
V_i = V = V_o　　　(5)
という初期条件が課され、定数Aは実はVに等しいことが分かります。これより結局、
V_o = V exp (-t/CR)　　　(6)
となります。
時間tの分母にCRが入っているわけで、それが時間的尺度となることはお分かり頂けると思います。物理量として時間の次元を持つことも自明でしょう。CとRの積が時間の次元を持ってしまうのは確かに不思議ではありますが。
(6)をグラフにすると下記の通りです。時刻t=CRで、V_oはV/e ≒0.368....Vになります。

V_o
↑
*　←初期値　V　　　　　　　　
│*
│　*
│　　　*　　　　　　　　　最後は0に漸近する
│　　　　　　*　　　　　　　↓
└───┼──────*───*───*───*─→t
t=0　　t=CR
　　　(初期値の1/e≒0.368...倍になったタイミング)

【(1)(2)の解き方】
(1)の両辺を時間tで微分する。V_iは一定(定数V)としたので
0 = (1/C)(dQ/dt) + (dV_o/dt)
(2)を代入して
0 = (1/CR) V_o + (dV_o/dt)
-(1/CR) V_o = (dV_o/dt)
- dt = dV_o (CR/V_o)
t = -CR ln|V_o| + A
ここにlnは自然対数、Aは定数である。
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V_o = A' exp (-t/CR)
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Q格子定数教えてください！

LiF、Si、GaAs、NH4Br
の格子定数を知りたいのですが、教科書にもネットにも載ってなくて困っています。。教えていただけませんか？？

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LiF　岩塩構造　a=4.02Å
Si　ダイヤモンド構造　a=5.42
NH4Br　CsCl構造　a=4.05
以上化学大辞典(共立出版)より。

GaAs　閃亜鉛鉱構造　a=5.65
http://www.crystals.jp/GaAs.html
より。

でした。

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Q真空中における金属の融点、沸点

金属の融点、沸点などは、調べると簡単に見つけることができます。
これは恐らく大気中における融点、沸点だと思います。
では、真空中においてもこの値は変化しないのでしょうか？
ふと考えてみるとスッキリする答えが見つからず、
どなたか分かる方、教えていただけると嬉しいです。

水は１気圧のとき、100℃で沸騰します。
気圧が下がれば、この沸点が徐々に低下するのは常識といえます。
気圧が究極に低い状態、つまり真空中では、水は固体から
気体に昇華するのではないかと思います。

では金属の場合はどうなのでしょう？

真空中で金属を暖めても、まず液体になり、ゆっくりと蒸発していきます。
水のように昇華はしません。

真空中では一切気体が存在しないので、液体を押さえつけるものがない、
と考えると、液体になると同時に蒸発してしまうのでは…？？
この辺りが疑問です。

結局、金属の融点、沸点というのは真空中でどうなるのでしょうか？

どうぞよろしくお願いします。

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圧力の効果は体積変化に関係するので、体積があまり変化しない、固体-液体の変化(融点)は圧力の影響が小さく、これは金属以外でも同じです。沸点では体積変化が大きいので、一般に圧力の影響は大きくなります。金属がなかなか沸騰しないのは、沸点が高い(アルミでも約2500℃)のと、真空と言っても普通の装置ではあまり高真空にできないからだと思います。真空の圧力が金属の蒸気圧と等しくなったときに沸騰しますので、蒸気圧を調べると良いかもしれません。蒸気圧が1気圧になったときが一般に言う沸点になります。

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