Photoelektron-Photoion-Koinzidenz- spektroskopie mit ...

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94 Kapitel 3. Photoionisation freier Atome Wie in Kapitel 2 gezeigt wurde, sind die neu de nierten Wahrscheinlichkeiten p(h ; ;n+) die Me gro en der Photoelektron-Photoion-Koinzidenzspektroskopie. Sie stellen wie die Wirkungsquerschnitte (h ; n+) und d (h ; )=d elementspezi sche Gro en dar. So gibt p(h ; ;n+) an, mit welcher Wahrscheinlichkeit die Emission eines Elektrons der kinetischen Energie unter Einwirkung eines Photons der Energie h mit der Emission von insgesamt n Elektronen aus dem Atom korreliert ist. Gema (3.24) sind diese Wahrscheinlichkeiten direkte Bindeglieder zwischen den Wirkungsquerschnitten von Photoionen- und Photoelektronenspektroskopie. Die gemessenen Gro en p(h ; ;n+) hangen fur ein konkretes Experiment naturlich von der Monochromatorbandbreite ,M und der Auflosung des Elektronenspektrometers ,A ab. Das systematische Ausmessen ihrer Verteilung fur ein gegebenes Elektronenspektrum bei festem h durch Photoelektron-Photoion-Koinzidenzmessungen erhalt an dieser Stelle den Namen FIRE-Spektroskopie (final ion-charge resolving electron spectroscopy). 3.2.3 Zerfallswahrscheinlichkeiten Eine konkrete Moglichkeit zur Anwendung der FIRE-Spektroskopie ist die Messung von Zerfallswahrscheinlichkeiten angeregter Atome, wenn der Anregungsproze zu diskreten Photound Satellitenlinien im Spektrum fuhrt und quantitativ von moglicherweise darunterliegendem Untergrund zu trennen ist. Ausgehend vom angeregten Zustand bieten sich dem Atom in der Regel verschiedene Wege (Kanale) fur den Zerfall an. Diese Zerfallswege konnen je nach energetischer Lage des angeregten Zustandes mit der Emission von Augerelektronen und/oder Fluoreszenzphotonen verbunden sein. Abbildung 3.2 verdeutlicht die Situation am Beispiel von Xe: [Kr]4d 10 5s 2 5p 6 im Anregungsenergiebereich der 4d-Photoionisation: Das obere Bild zeigt ein bei h = 125 eV aufgenommenes Photoelektronenspektrum, das untere ein zugehoriges Photoionenspektrum. Im oberen Bild unschwer zu erkennen sind die aus der Photoionisation der 4d-, 5s- und 5p-Schale resultierenden Photolinien, die teils von Shake-up-Satelliten begleitet werden. Auf der linken Seite sieht man eine komplexe Gruppe von Augerlinien, die auf einem zu niedrigen kinetischen Energien hin ansteigenden Untergrund sitzen (vgl. auch [92]). Im unteren Bildteil sind die erzeugten Photoionen durch Angabe ihres Ladungszustandes gekennzeichnet. Die Ionisationsschwellen I(n+) im EDC geben an, oberhalb welcher Ionisationsenergie I bzw. (laut Energiesatz: = h ,I) unterhalb welcher kinetischen Elektronenenergie bei der eingestellten Photonenenergie h eine Korrelation zwischen Elektronen und (n+)-Ionen physikalisch moglich ist. Dies gilt gleicherma en fur Photo- und Augerelektronen. Die durch einfache 5s- und 5p-Photoionisation erzeugten Lochzustande liegen energetisch unterhalb der Schwelle fur Zweifachionisation und konnen daher nur durch Fluoreszenzemission in den Grundzustand des (1+)-Ions zerfallen (siehe dazu auch das Energieniveauschema in Abbildung 3.3).
3.2. Verknupfung von Elektronen- und Ionenspektroskopie 95 dσ(hν,ε)/dε [w.E.] Intensität [w.E.] 30 25 20 15 10 5 0 80 60 40 20 0 Xe hν = 125 eV Γ M = 1 eV 4+ N 45 OO - Auger Xe hν = 125 eV 4+ 4d -1 - Sat. 3+ kin. Energie ε [eV] 20 40 60 80 100 120 2 D3/2 4d -1 2 D5/2 x 5 Photoelektronenspektrum 3+ 2+ 1+ Zerfallsmöglichkeiten 2+ 5p -1 - Sat. 5s -1 5p -1 Photoionenspektrum 1+ 200 250 300 350 400 450 TOF Kanal Abbildung 3.2: Mogliche Zerfallswege angeregter Lochzustande am Beispiel Xenon. Oben: Photoelektronenspektrum von Xe bei einer Photonenenergie von 125 eV (Schwellen aus [44,74]). Unten: Zugehoriges Photoionenspektrum bei derselben Photonenenergie (nahere Erlauterungen siehe Text).
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Photoelektron-Photoion-Koinzidenz-
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fur Katrin und Kirsten
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Luhmann, Till Abstract Photoelektro
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Einleitung Ziel dieser Arbeit war e
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Einleitung 3 in der Atomhulle und d
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Einleitung 5 Die ersten Stationen d
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8 Kapitel 1. Das Experiment a.) Ele
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10 Kapitel 1. Das Experiment 1.2 Ko
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