Photoelektron-Photoion-Koinzidenz- spektroskopie mit ...

32 Kapitel 1. Das Experiment
mit der integralen Transmission e ,(EA) des CMA (vgl. S. 22) und dem integralen Photonen u
pro Flache in der Wechselwirkungszone F (h M) (vgl. S. 12). In der Arbeit von Mathias
Richter [30], auf die an dieser Stelle gern verwiesen wird, ndet sich eine ausfuhrliche und
kritische Anleitung zur Auswertung von Elektronenspektren.
1.3.2 Photoionenspektroskopie
In einem Photoionenspektrum sind die erzeugten Photoionen nach ihrem Verhaltnis von Masse
zu Ladung getrennt. Ein solches Spektrum wird durch eine Flugzeitmessung gewonnen. Dabei
werden uber einen Taktgeber ( " Referenz-Pulser\ in Abbildung 1.18) periodisch Ziehpulse am
TOF angelegt. Mit jedem Ziehpuls wird eine Flugzeitmessung an einem TDC (= time-to-digitalconverter)
gestartet. Die von den Photoionen ausgelosten Detektorsignale werden als Stoppulse
auf den TDC gegeben und uber viele Me zyklen zu einem Flugzeitspektrum aufaddiert.
Die Erzeugungsrate fur n-fach geladene Photoionen (n =1;2;:::) ist gegeben durch:
R(n+) =NAtom
Z
(h ; n+) MF(h M;h )dh (1.15)
(vgl. Gleichung (1.12)). (h ; n+) ist der partielle Wirkungsquerschnitt fur die Erzeugung
n-fach geladener Photoionen und wird in Kapitel 3 beschrieben.
Die von den Photoionen hervorgerufene Signalrate am Detektor des Flugzeitspektrometers ist
abhangig von der Ziehpulsfrequenz (Startrate) RStart. Im Mittel werden pro Ziehpuls N(n+)
n-fach geladene Ionen erfa t, wobei die Mittelwerte N(n+) proportional zu den obigen Erzeugungsraten
R(n+) sind (Proportionalitatsfaktor: t0). Der Zusammenhang zwischen diesen
Mittelwerten und den zugrundeliegenden Erzeugungsraten wird in Abschnitt 1.3.7 auf Seite 49
. naher erlautert.
Mit der Transmission (n+) des TOF und der Nachweiswahrscheinlichkeit (n+) ergibt sich
ohne Berucksichtigung der Totzeit des Detektionssystems die Signalrate:
RSig(n+) =N(n+) (n+) (n+)RStart
(1.16)
(Genaueres auf Seite 64). Analog zu Gleichung (1.14) erhalt man eine Naherungsformel zur
Bestimmung relativer Wirkungsquerschnitte aus dem gemessenen Flugzeitspektrum:
(h M;n+)
RSig(n+)
NAtom RStart t0 (n+) (n+) F(h M)
RSig(n+)
: (1.17)
(n+) (n+)
Die im Flugzeitspektrum registrierte Signalrate weicht aufgrund systematischer Fehler bei der
Signalverarbeitung, die durch Totzeit-E ekte verursacht werden ( " Pile-up-E ekt\), mitunter
drastisch von (1.16) ab. In Abschnitt 2.2 wird die Signalstatistik diskutiert und ein Korrekturverfahren
angegeben.