Photoelektron-Photoion-Koinzidenz- spektroskopie mit ...

2 Einleitung
verteilung auftritt. Gerade diese reinen Mehrelektronenprozesse sind jedoch fur die Theorie
besonders interessant.
Eine zusatzliche Information wird nun durch das hier entwickelte Verfahren zur Photoelektron-
Photoion-Koinzidenzspektroskopie als direkte Verknupfung beider Me methoden gewonnen.
Eine Koinzidenzmessung liefert die Aussage, mit welcher Wahrscheinlichkeit das zu einem
emittierten Elektron der kinetischen Energie gehorige Photoion im Endzustand n-fach
(n =1,2,:::) geladen ist. Anders ausgedruckt, es wird die Frage beantwortet: Wenn bei einem
Proze ein Elektron der Energie aus dem Atom emittiert wird, mit welcher Wahrscheinlichkeit
kommen dann insgesamt n Elektronen heraus? Beispielsweise kann durch Vorgabe einer festen
Energie ein bestimmter Anregungsproze selektiert werden. Mit einer Koinzidenzmessung
wird dann direkt gemessen, mit welcher Wahrscheinlichkeit der Zerfall des angeregten Zustands
unter Emission von einem, zwei oder mehr Augerelektronen oder uber Fluoreszenzemission
erfolgt. Durch Kombination dieser Ergebnisse mit den Me daten der Photoelektronen- und
Photoionenspektroskopie ist es au erdem moglich, quantitative Information uber die erwahnten,
direkten Mehrelektronenprozesse (DDPI, DDA) zu gewinnen. Beispiele dafur nden sich
in Kapitel 4.
Mit der Methode der Photoelektron-Photoion-Koinzidenzspektroskopie nach Anregung mit
Synchrotronstrahlung an sehr langsamen Elektronen ( " Null-Volt\-Elektronen) wurde erstmals
von Lablanquie et al. 1987 bei LURE in Orsay die DDPI von Argon an der 2p-Schwelle untersucht
[2]. Anschlie end wurden ahnliche Arbeiten an Edelgasen von Hayaishi et al. an der
Photon Factory in Tokio [3{5] und von Hall et al. in Daresbury [6, 7] durchgefuhrt. Mit der
Null-Volt-Methode ist man jedoch auf Schwellenprozesse beschrankt. Erst mit der energieaufgelosten
Photoelektron-Photoion-Koinzidenzspektroskopie konnen die genannten Informationen
im gesamten Energiebereich gewonnen werden.
Uber Experimente dieser Art wurde erstmals von Levin et al. 1990 (Brookhaven/New York)
fur Messungen an Argon-Augerelektronen berichtet [8]. Erste Experimente an Photoelektronen
wurden von Shigemasa et al. in Tokio fur die 3d-Anregung in Krypton [9] und von Kammerling
et al. in Berlin fur die 4d-Anregung in Xenon [10] durchgefuhrt.
In der vorliegenden Arbeit wurden mit einer Atomstrahlofentechnik erstmals freie Metallatome
mit der Photoelektron-Photoion-Koinzidenzspektroskopie untersucht. Das entwickelte Me verfahren
ist aufgrund seiner gro en E zienz nicht auf die Messung an einzelnen Elektronenlinien
hoher Intensitat beschrankt, sondern es ermoglicht daruber hinaus das koinzidente Ausmessen
einer beliebigen, gegebenen Elektronenverteilung einschlie lich signalschwachen Untergrunds.
Fur dieses Me verfahren wird hier der leicht zu merkende Name FIRE-Spektroskopie (final ioncharge
resolving electron spectroscopy) eingefuhrt. Beispiele fur FIRE-Spektren sind ebenfalls
in Kapitel 4 zu sehen.
Die Untersuchungen der vorliegenden Arbeit konzentrieren sich auf den Anregungsenergiebereich
der 4d- " Riesenresonanzen\ (70 { 170 eV Photonenenergie) an den Elementen Barium,
Samarium und Europium. Zusatzliche Messungen an Lanthan, die hier nicht gezeigt werden,
lieferten keine wesentlichen, zusatzlichen Erkenntnisse. Messungen an Xenon 4d-Elektronen
zeigten eine sehr gute Ubereinstimmung mit den bislang einzig verfugbaren Referenzdaten [10].
Die 4d-Riesenresonanzen sind wichtige Beispiele fur ausgepragte Mehrelektronenkorrelationen