Photoelektron-Photoion-Koinzidenz- spektroskopie mit ...

1.3. Me verfahren 31
1.3 Me verfahren
In diesem Abschnitt werden die eingesetzten Me verfahren zur Photoelektronen-, Photoionen-
und Photoelektron-Photoion-Koinzidenzspektroskopie und die zugehorigen Me gro en
beschrieben. Auch auf die Me elektronik und die entwickelte Me software wird eingegangen.
Am Schlu werden wichtige apparative Parameter behandelt. Ein Blockschaltbild der Me elektronik
zeigt Abbildung 1.18 auf Seite 36.
1.3.1 Photoelektronenspektroskopie
Ein Photoelektronenspektrum (EDC =electron distribution curve) liefert ein Ma fur die
energetische Verteilung der bei der Photoionisation erzeugten Elektronen. Zur Aufnahme eines
EDC wird zunachst am Monochromator eine feste Photonenenergie h M eingestellt. Wahrend
der Messung wird die Sollenergie EA des CMA durch Verandern der Analysatorspannung UA
in aquidistanten Schritten EA uber den interessierenden Elektronenenergiebereich verfahren.
Dabei wird an jedem Me punkt die Signalrate bestimmt, d. h. fur eine festgelegte Schrittdauer
wird die Anzahl der Signale des Elektronendetektors gezahlt. Als Intensitatsreferenz fur den
zeitabhangigen Photonen u wird gleichzeitig der Strom der vom Synchrotronlichtstrahl am
Endspiegel des Monochromators ausgelosten Elektronen (IAu in Abb. 1.3) aufgenommen.
Sowohl in die Erzeugung der Elektronen als auch in ihren Nachweis geht experimentell der
Ein u instrumentenabhangiger Funktionen ein. Erzeugt wird ein Elektronenspektrum mit der
Rate Re ,( ) ( = kin. Energie), das sich aus einer Faltung des di erentiellen Wirkungsquerschnitts
d (h ; )=d mit der Photonen u dichte MF (h M;h ) M(h M;h )=F ergibt:
Z
d (h ; )
Re ,( )=NAtom
MF (h M;h )dh : (1.12)
d
Dabei ist NAtom die Anzahl der Atome in der Wechselwirkungszone, M(h M;h ) die Monochromatorfunktion
(vgl. S. 12) und F die Querschnitts ache der Wechselwirkungszone. Der
di erentielle Wirkungsquerschnitt wird in Kapitel 3 beschrieben.
Das gemessene Spektrum schlie lich ist eine Faltung des erzeugten Spektrums mit der spektralen
Transmission A(EA; )des CMA (vgl. S. 21). Unter Berucksichtigung der energieabhangigen
Nachweiswahrscheinlichkeit ( ) und bei Vernachlassigung der Totzeit des Detektionssystems
erhalt man die Signalrate:
Z
RSig(EA) = Re ,( )A(EA; ) ( )d : (1.13)
Eine beliebte Naherungsformel zur Bestimmung relativer, di erentieller Wirkungsquerschnitte
aus dem Me spektrum ergibt sich bei Vernachlassigung der Breite der Instrumentenfunktionen:
d (h M;EA)
dEA
RSig(EA)
NAtom e ,(EA) (EA) F(h M)
RSig(EA)
e ,(EA) (EA)
(1.14)