Photoelektron-Photoion-Koinzidenz- spektroskopie mit ...

Kapitel 3
Photoionisation freier Atome
Die Ionisation eines Atoms infolge von Absorption eines Lichtquants (Photons) wird als Photoionisation
bezeichnet. Photoionisation ist moglich, wenn die Energie h des absorbierten Photons
gro er ist als die niedrigste Ionisationsschwelle I des absorbierenden Atoms. Im einfachsten
Fall kommt es so zur Emission eines Elektrons aus dem Atom unter Bildung eines einfach
positiv geladenen Photoions:
h + A ,! A + + e , : (3.1)
Liegt die Photonenenergie im Bereich der Bindungsenergie innerer Schalen des Atoms, so besteht
die Moglichkeit zu einer Vielzahl unterschiedlicher Anregungs- und Zerfallsprozesse, die
zur Emission eines oder mehrerer Elektronen aus dem Atom und entsprechend zur Bildung
eines ein- oder mehrfach geladenen Photoions fuhren konnen. Betrachtet man ein Ensemble
gleichartiger Atome, das von einem Strahl monoenergetischer Photonen getro en wird, so wird
das Auftreten der moglichen, voneinander unabhangigen Photoionisationsprozesse statistisch
sein. Die Hau gkeit (Intensitat), mit der ein Proze auftritt, wird physikalisch durch den entsprechenden,
partiellen Photoionisationswirkungsquerschnitt beschrieben [38]. Experimentell
werden partielle Wirkungsquerschnitte durch Intensitatsmessungen meist mit den Methoden
der Photoelektronen- und der Photoionenspektroskopie bestimmt. Wahrend letztere Methode
durch Messung der Ladungsverteilung der erzeugten Photoionen im wesentlichen Informationen
uber Zerfallsprozesse liefert, erhalt man mit ersterer durch Messung der Energieverteilung
der emittierten Elektronen genauere Einsichten uber den Weg, auf dem Anregung und Zerfall
statt nden.
Welche zusatzlichen Informationen durch die Photoelektron-Photoion-Koinzidenzspektroskopie
als direkte Verknupfung beider Methoden gewonnen werden, ist die grundlegende Fragestellung
im zweiten Abschnitt dieses Kapitels. Im ersten Abschnitt werden die zum Verstandnis der
gemessenen Elektronen- und Ionenspektren wichtigen Photoionisationsprozesse beschrieben.