Photoelektron-Photoion-Koinzidenz- spektroskopie mit ...
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20 Kapitel 1. Das Experiment<br />
Eigenschaften des neuen CMA<br />
Als Grundma e wurden a =40mm, b= 115 mm und 0 = 54.74 gewahlt. Dies bietet im inneren<br />
Zylinder ausreichend Platz fur den nachtraglichen Einbau von Kugelschalen zur Retardierung<br />
(vgl. [40]). Durch numerisches Auflosen von Gleichung (1.1) nach k und Vergleich<br />
<strong>mit</strong> (1.2) ergibt sich eine theoretische Spektrometerkonstante von Cth = 1.2363, wenn auf der<br />
linken Seite der Gleichung der Abstand der Spalt<strong>mit</strong>ten in z-Richtung von 181.6 mm eingesetzt<br />
wird. Die Fokussierungsbedingung 1. Ordnung fuhrt auf ds + di =24mm. Bei einer angenommenen<br />
Quellgro e von 2.5 mm in z-Richtung und Spaltbreiten von 3.6 mm im inneren Zylinder<br />
ergibt sich aus dem Schnittpunkt der Maximalbahnen gerade ds =24mm, so da der Fokus<br />
im Austrittsspalt liegt. Mit der Dispersion D = 298:1 mm, ws z 2 mm, we z =3:6mm und<br />
rc 2 mm ergibt sich eine erwartete Auflosung von Rth =1:06 %. Der Eintrittswinkel der<br />
Elektronen von 54:74 1:71 entspricht einer maximalen Raumwinkelakzeptanz von 1.22 %<br />
bezuglich eines punktformigen Quellvolumens.<br />
Die Spektrometerkonstante C kann experimentell aus der Di erenz der Energielage von Photolinien<br />
in einem <strong>Photoelektron</strong>enspektrum (EDC, siehe S. 31) bestimmt werden. Um den Kalibrierfehler<br />
so klein wie moglich zu halten, bieten sich Photolinien an, die zu Zustanden gro er<br />
Bindungsenergiedi erenz gehoren, wie z. B. die Xe 5p ,1 ( 2 P3=2)- und 4d ,1 ( 2 D3=2)-Photolinien<br />
bei 12.127(1) bzw. 69.54(1) eV [44,45]. Durch die Di erenzbildung wird sowohl die Unsicherheit<br />
in der Photonenenergie (vgl. S. 14) als auch die mogliche Verschiebung der Photolinien<br />
aufgrund eines vorhandenen Kontaktpotentials eliminiert 3 . Der experimentelle Wert der<br />
Spektrometerkonstanten ist<br />
Cexp =1:2385(7): (1.4)<br />
Dies entspricht einem tatsachlichen Abstand der Spalt<strong>mit</strong>ten von 182.2 mm und liegt im Bereich<br />
der erwarteten Fertigungstoleranzen.<br />
Zur Messung der Analysatorfunktion A(EA; ) und da<strong>mit</strong> der Auflosung R des CMA wird<br />
ein Elektronenspektrum einer Augerlinie bekannter naturlicher Linienbreite ,L aufgenommen.<br />
Durch Entfaltung des gemessenen Linienpro ls <strong>mit</strong> dem lorentzformigen Pro l der Augerlinie<br />
kann die Analysatorfunktion bestimmt werden. Die Wahl el auf die Xe N5O23O23( 1 S0)-<br />
Augerlinie <strong>mit</strong> der naturlichen Linienbreite ,L = 0.16 eV und einer Schwerpunktsenergie Auger<br />
von 29.97(1) eV [46{48]. Abbildung 1.9 a.) zeigt ein bei der Photonenenergie h M = 107 eV<br />
gemessenes, im Maximum zu Eins normiertes EDC der Augerlinie. Die Me punkte wurden<br />
durch eine Faltung aus dem Lorentzpro l der Augerlinie und einer gau formig angenommenen<br />
Analysatorfunktion (Voigtpro l) angepa t. Aus dem entfalteten Pro l der Analysatorfunktion<br />
(gestrichelte Linie) ergab sich die experimentelle Auflosung des Analysators<br />
Rexp =,A=EA =1:00(7) %: (1.5)<br />
3 Eine Kontaktspannung bildet sich bei der Untersuchung von Metallproben, wenn der Atomstrahl<br />
die Eintrittsblende des Analysators <strong>mit</strong> einem metallischen Film bedampft. Sie hat eine Retardierung<br />
der eintretenden Elektronen zur Folge, was zu einer Verschiebung des Energiespektrums fuhrt. Je nach<br />
Me dauer und untersuchtem Element wurden Kontaktspannungen zwischen 0 und ,2 V festgestellt.