Photoelektron-Photoion-Koinzidenz- spektroskopie mit ...

24 Kapitel 1. Das Experiment
1.2.3 Das Flugzeitspektrometer
Die im Experiment entstehenden Photoionen werden in sehr e zienter Weise mit einem Flugzeitspektrometer
(TOF) nachgewiesen. Mit dem TOF werden die verschieden geladenen Ionensorten
(1+; 2+; :::) des untersuchten Elementes raumlich im Spektrum getrennt. Seine hohe
Transmission sowie die Tatsache, da alle Ionensorten gleichzeitig analysiert werden, machen
das TOF fur das Koinzidenzexperiment besonders geeignet. Nach einigen sehr einfachen Konstruktionen,
die in Abbildung E.1 zu sehen sind, wurde ein TOF nach Wiley und McLaren [50]
gebaut, das geeignete Auflosungs- und Transmissionseigenschaften besitzt.
Prinzip
r
Quelle
E
Detektor
s Ed ED = 0
s
z
Gegenplatte
z 0
d
1. Blende
2. Blende
HV
D
Driftrohr
Abbildung 1.12: Prinzipskizze des Flugzeitspektrometers (Schnitt in der (r,z)-Ebene). Es besteht
Zylindersymmetrie bezuglich der z-Achse.
Das Flugzeitspektrometer, dessen Aufbau in Abbildung 1.12 skizziert ist, besteht im wesentlichen
aus dem Reaktionsraum der Breite s, einer Nachbeschleunigungsstrecke der Breite d
und einem Driftrohr der Lange D, die durch Blenden voneinander getrennt sind. Zur Analyse
werden die positiven Ionen von der Quelle durch zwei homogene elektrische Felder ~ Es und
~Ed, die wahrend eines kurzen Ziehpulses erzeugt werden, auf das Driftrohr beschleunigt. Sie
durch iegen die feldfreie Driftregion (Faradayscher Ka g) mit konstanter Geschwindigkeit und
werden schlie lich auf den Detektor gesaugt, an dem eine negative Hochspannung von einigen
kV anliegt. Die spektroskopische Trennung der Ionen erfolgt uber eine Messung der Flugzeit
zwischen Beginn des Ziehpulses und Detektion, die eine Funktion des spezi schen Verhaltnisses
m=q (m = Ionenmasse, q = Ionenladung) ist.
Die Auflosungseigenschaften des TOF hangen emp ndlich von der Wahl der elektrischen Felder
und von der Orts- und Geschwindigkeitsverteilung der zu analysierenden Ionen ab. Ein genaues
z