Photoelektron-Photoion-Koinzidenz- spektroskopie mit ...

142 Kapitel 4. Die Ergebnisse
4.2.4 Direkte Doppelphotoionisation
Die direkte Doppelphotoionisation (DDPI) ist bei Sm und Eu o enbar ein wichtiger Anregungsproze
. Belegt wird diese Aussage durch die Analyse des Untergrunds in den Elektronenspektren
(siehe insbesondere Abbildung 4.10 { 4.13), der zu einem erheblichen Teil mit (2+)-Ionen
korreliert ist. Die zugehorigen Elektronen stammen wahrscheinlich zum gro en Teil aus DDPI-
Prozessen, bei denen eine Anregung in ionische Zustande unterhalb der (3+)-Schwelle erfolgt.
Bei Sm (h =129 eV) betragt der (2+)-Anteil am Untergrund im Bereich kinetischer Elektronenenergien
zwischen 10 und 90 eV zwischen 15 und 30 %, bei Eu (h = 138:5eV) zwischen
10 und 60 %. In den FIRE-Spektren (Abbildung 4.12 und 4.13) zeigt der (2+)-Untergrund die
charakteristische Form einer Shake-o - " Wanne\ mit erhohter Intensitat an den Randern der
Verteilung. Das gilt auch fur den (3+)-Untergrund. Der hoherenergetische Bereich des (2+)-
Untergrundes uberlappt dabei mit dem Multiplett der 5p-Photo- und Satellitenlinien, was eine
Analyse seiner genauen Form verhindert (siehe auch Bildunterschrift Abbildung 4.10 und 4.11).
Auch (3+)- und (4+)-Untergrund kann (neben DDA) aus DDPI stammen, wenn das Atom uber
DDPI in einen zweifach geladenen ionischen Zustand angeregt wird, der uber nachfolgenden
Auger nach 3+ oder 4+ zerfallt. Aus der Fulle moglicher DDPI-Prozesse, die sich aus der
gro en Anzahl von Anregungsmoglichkeiten (vgl. Energieniveauschemata) ergibt, sollen nur
einige exemplarisch herausgegri en werden. Ein Kriterium, durch das DDPI begunstigt wird,
ist eine hohe Korrelation der an der Anregung beteiligten Elektronen 4 , ein anderes ist die
Beteiligung von au eren (Valenz-)Elektronen, bei denen schon eine geringe Anregungsenergie
(z. B. infolge von Hullenrelaxationen oder inelastischer Streuung beim Photoionisationsproze ;
vgl. Abbildung 3.1) fur die Photoionisation ausreicht.
Ich will mich hier exemplarisch auf Prozesse beschranken, fur die eine hohe Korrelation der
Elektronen gunstig ist. Auf Basis der Energieniveauschemata ero nen sich vier Moglichkeiten
fur DDPI, bei denen jeweils zwei Elektronen derselben Unterschale, also Elektronen mit
maximaler Korrelation, emittiert werden (Sm analog):
Eu + h ! Eu 2+
8
><
>:
6s ,2 0 l 0 00 l 00 ! Eu 2+
4f ,2 0 l 0 00 l 00 ! Eu 2+ (; Eu 3+ )
5p ,2 0 l 0 00 l 00 ! Eu 3+ (; Eu 4+ )
5s ,2 0 l 0 00 l 00 ! Eu 3+ ; Eu 4+
(4.17)
Berucksichtigt man, da Fluoreszenzzerfall als Konkurrenz zum Augerzerfall vernachlassigbar
ist (siehe Abschnitt 4.2.2), so werden die angeregten 5p ,2 - und 5s ,2 -Zustande durch Augeremission
nach 3+ und 4+ zerfallen. Der von den Shake-o -Elektronen in der Anregung erzeugte
Untergrund wird dann mit (3+)- und (4+)-Ladungsendzustanden korreliert sein. Fur den (2+)-
Untergrund im Spektrum kommen demnach nur die erstgenannten Prozesse in Frage. Beim
4 Dies wird durch den Vergleich bekannter Wirkungsquerschnitte von DDPI-Prozessen in Na und Ne
belegt [141, und Referenzen darin]: Bei Na:1s 2 2s 2 2p 6 3s besitzt der Wirkungsquerschnitt fur den Proze
Na+h ! Na 2+ 2p ,1 3s ,1 0 l 0 00 l 00 unter Beteiligung von Elektronen der 2p- und 3s-Schale nur 1 % der
Starke der direkten 2p-Photoionisation. Im Gegensatz dazu erreicht bei Ne:1s 2 2s 2 2p 6 der Proze Ne+h !
Ne 2+ 2p ,2 0 l 0 00 l 00 unter Emission von zwei 2p-Elektronen bereits 12 % der Starke der zugehorigen direkten
2p-Photoionisation.