Photoelektron-Photoion-Koinzidenz- spektroskopie mit ...

Kapitel 4
Die Ergebnisse
In diesem Kapitel soll die Aussagekraft der entwickelten Me methode zur Photoelektron-
Photoion-Koinzidenzspektroskopie anhand ausgewahlter Beispiele demonstriert werden. Mit
monochromatisierter Synchrotronstrahlung wurde am TGM3/TGM4 bei BESSY die Photoionisation
der Elemente Xenon (Xe), Barium (Ba), Lanthan (La), Samarium (Sm) und Europium
(Eu) im Anregungsenergiebereich der 4d ,1 (4; )f- " Riesenresonanzen\ zwischen 70 und 170 eV
untersucht. Nach der erfolgten Einfuhrung am Beispiel Xe (Kapitel 3.2.3) werden in den kommenden
Abschnitten Ergebnisse der Messungen an Ba, Sm und Eu ausfuhrlich dargestellt.
Die 4d-Riesenresonanzen in Xe, Cs, Ba, La und den Seltenen Erden sind wichtige Beispiele
fur ausgepragte Mehrelektronenkorrelationen in der Atomhulle. Sie sto en daher seit ihrer
Entdeckung bei Festkorpern durch Zimkina et al. [98] vor allem auch in der Atomphysik auf
lebhaftes Interesse [99, und Referenzen darin]. Bei einer 4d-Riesenresonanz handelt es sich um
Ubergange von 4d-Elektronen in gebundene und ungebundene, f-symmetrische Zustande. Ihr
Charakter als diskrete oder Kontinuumsresonanz ist eng verknupft mit der Lokalisierung der
4f-Wellenfunktion innerhalb des fur f-Elektronen vorhandenen, e ektiven Doppelmuldenpotentials
[100]. Eine wassersto ahnliche 4f-Wellenfunktion in der au eren Mulde besitzt nur
einen geringen Uberlapp mit der inneren 4d-Wellenfunktion. Diskrete 4d ! 4f-Anregungen
sind dann schwach, und die Photoionisation wird durch Kontinuumsubergange 4d ! f dominiert.
Ist die Wellenfunktion hingegen in den inneren Potentialwall " kollabiert\, so treten
diskrete Anregungen zu den Kontinuumsanregungen in Konkurrenz: 4d!(4; )f.
Ein Beispiel fur den erstgenannten Fall ist Ba (siehe Abbildung 4.8): Aufgrund des vorhandenen
Potentialwalls auch fur den 4d ,1 f-Anregungskanal ergibt sich hier das Bild einer
Formresonanz (shape resonance) mit gegenuber der Schwelle verzogertem Maximum (delayed
onset) [101]. Der Kontinuumscharakter der Resonanz wird zusatzlich durch das Auftreten
durchweg mehrfach geladener Photoionen belegt, die beim Augerzerfall der erzeugten 4d ,1 -
Lochzustande entstehen. Andere Verhaltnisse bestehen bei Sm und Eu (Abb. 4.24 und 4.25):
Hier dominieren aufgrund der Lokalisierung der 4f-Elektronen in der inneren Mulde diskrete
4d ! 4f- gegenuber den 4d ! f-Anregungen, und das Maximum ist vor die hochste
4d-Ionisationsschwelle gewandert. Durch Interferenz der diskreten, autoionisierenden 4d!4f-