Photoelektron-Photoion-Koinzidenz- spektroskopie mit ...

Einleitung
Ziel dieser Arbeit war es, eine Me methode zu entwickeln und zu erproben. Das Gebiet, auf dem
diese Me methode zum Einsatz kommt, ist die Atomphysik, genauer: die Untersuchung der
Photoionisation freier Atome. Unter Photoionisation versteht man die Aussendung (Emission)
von Elektronen aus einem Atom oder Festkorper bei der Bestrahlung mit Licht. Die dabei
auftretende Energieverteilung der emittierten Elektronen kann nur durch die Quantennatur
des Lichtes erklart werden. Das hat zuerst Einstein 1905 fur den Photoe ekt gezeigt [1].
In der Atomphysik wird die Photoionisation freier Atome zur Erprobung moderner Vielteilchentheorien
eingesetzt. Die Atomhulle ist ein System aus vielen Teilchen (Elektronen), deren
Wechselwirkung untereinander und mit dem Kern genau bekannt ist (was den Theoretikern
sehr entgegenkommt). Durch die Photoionisation wird dieses System gestort, indem einzelne
Elektronen entfernt werden (Anregungsproze ). Die Atomhulle reagiert auf diese Storung
mit Umordnungsprozessen (Relaxationen), die hau g von der Emission weiterer Elektronen
(Augerelektronen) begleitet sind (Zerfallsproze ). In der Regel sind viele verschiedene Prozesse
moglich, und das untersuchte Problem ist sehr komplex.
Eine Vereinfachung wird dadurch herbeigefuhrt, da man die Atome mit Photonen (Lichtquanten)
einer festen Energie anregt, wie sie beispielsweise an einem Monochromator einer Synchrotronstrahlungsquelle
bereitgestellt werden. Bei Einstellung einer geeigneten Energie nden
bestimmte Anregungsprozesse bevorzugt statt und konnen so selektiver untersucht werden.
Die experimentelle Untersuchung der Photofragmente kann sich nun zunachst auf die gebildeten
Photoionen als Endprodukte der statt ndenden Prozesse konzentrieren. Die Detektion
eines n-fach geladenen Photoions beinhaltet die Information, da ein Proze stattgefunden
hat, bei dem n Elektronen emittiert wurden. Genauere Information uber den Anregungs- und
Zerfallsweg erhalt man mit der Photoelektronenspektroskopie, bei der die kinetische Energie
(und/oder die Winkelverteilung) der emittierten Elektronen analysiert wird. Die kombinierten
Ergebnisse beider Spektroskopien liefern meist bereits ein detailliertes Bild vieler statt ndender
Anregungs- und Zerfallsprozesse.
Durch die getrennte Anwendung beider Methoden geht jedoch auch wichtige Information verloren,
so beispielsweise die Korrelation zwischen den n bei einem Proze emittierten Elektronen
und dem zugehorigen, n-fach geladenen Photoion. Auch konnen z. B. Anregungsprozesse wie
die direkte Doppelphotoionisation (DDPI) oder Zerfallsprozesse wie der direkte Doppelauger
(DDA), bei denen zwei Elektronen gleichzeitig emittiert werden, mit der Photoelektronenspektroskopie
in der Regel nicht quantitativ erfa t werden, weil dabei eine verschmierte Energie-