Photoelektron-Photoion-Koinzidenz- spektroskopie mit ...

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