Photoelektron-Photoion-Koinzidenz- spektroskopie mit ...

42 Kapitel 1. Das Experiment
1.3.6 Nachweiswahrscheinlichkeiten
Die Wahrscheinlichkeit dafur, da ein auf den Detektor auftre endes Teilchen ein registrierbares
Signal auslost, wird als Nachweiswahrscheinlichkeit bezeichnet. Fur die nachfolgenden Betrachtungen
ist es zweckma ig, den Detektor und die nachgeschalteten Komponenten Verstarker
und Diskriminator zu einem Detektionssystem zusammenzufassen und die Nachweiswahrscheinlichkeit
dieses Gesamtsystems zu betrachten. Abbildung 1.21 zeigt schematisch das im
Experiment verwendete Detektionssystem:
E kin
m, q
Detektor Verstärker
Diskriminator
Gain G Gain g Schwelle s
,
U vor U Det
Abbildung 1.21: Schema des Detektionssystems bestehend aus Detektor, Verstarker und Diskriminator.
Das System kann als " black box\ behandelt werden mit dem einfallenden Teilchen
(charakterisiert durch EKin, m und q) als Eingabe und dem mit der Nachweiswahrscheinlichkeit
erzeugten Diskriminatorpuls als Ausgabe.
In den Messungen zu dieser Arbeit wurden zunachst in beiden Spektrometern Channeltron-
Detektoren verwendet, die dann spater durch zweistu ge MCPs (multichannel plates) ersetzt
wurden. Beide Detektoren funktionieren nach dem Prinzip des Kanalvervielfachers [56]. Nach
Herstellerangaben [57, 58] liegt die maximale Nachweiswahrscheinlichkeit der Detektoren fur
Elektronen bei 60 { 80 % (Auftre energie 0.2 bis 5 kV), fur positive Ionen bei 50 { 70 % (Auftre
energie 3 bis 100 kV).
Die Elektronenvervielfachung im Detektor ist statistischer Natur, und die Verstarkung, d. h.
die Anzahl der erzeugten Sekundarelektronen pro einfallendes Teilchen, ist uber einen breiten
Wertebereich gestreut und fuhrt zu einer breiten Pulshohenverteilung. Das Maximum der
Pulshohenverteilung legt die Verstarkung (Gain) G des Detektors fest, die unter normalen Me -
bedingungen etwa 10 8 betragt. G hangt zum einen von der Detektorspannung UDet, die uber
den Vervielfacherkanalen abfallt, zum anderen von den Eigenschaften der einfallenden Teilchen
(Auftre energie EKin, Masse m, Ladung q) ab. So betrachtet gibt die Nachweiswahrscheinlichkeit
= (G(EKin;m;q;UDet);g;s)an, welcher Anteil der einfallenden Teilchen einen Puls
erzeugt, dessen Hohe die Diskriminatorschwelle s uberwinden kann. Diese De nition von
soll Totzeite ekte des Detektionssystems, durch die zusatzliche Pulse verloren gehen konnen,
nicht mit einschlie en.
Zu den Totzeite ekten gehort zum einen der in einem Vervielfacherkanal auftretende Ladungstragermangel,
wenn gerade eine Elektronenlawine erzeugt wurde. Es dauert dann eine gewisse
Zeit, die Totzeit, bis der Kanal aufgefullt ist und wieder seine volle Verstarkung besitzt. Zum