Photoelektron-Photoion-Koinzidenz- spektroskopie mit ...

84 Kapitel 3. Photoionisation freier Atome
3.1 Photoionisationsprozesse
Der Anregungsvorgang in seiner einfachsten Form ist die direkte Photoionisation gema Gleichung
(3.1). Die kinetische Energie des auslaufenden Photoelektrons ist nach Einstein [1]
gegeben durch die Photonenenergie h abzuglich der Bindungsenergie (Ionisationsenergie)
I(i ,1 ) des Zustandes i, den das Photoelektron verla t:
Einteilchenbild
= h , I(i ,1 ): (3.2)
Im Einteilchenbild ist i ein Einteilchenzustand und I(i ,1 ) dessen negativer Energieeigenwert
,ei (Koopmans' Theorem [70]). Neben der Gesamtenergie sind beim Photoionisationsproze
auch der Gesamtdrehimpuls und die Paritat erhalten, ausgedruckt durch die Bilanzgleichun-
gen [71]
und
~ jh + ~ JA = ~ JA + + ~ je , (3.3)
h A = A + (,1)l : (3.4)
wobei die Gro en ~ JA und ~ JA + die Gesamtdrehimpulse und A und A + die Paritaten von Atom
und Photoion bezeichnen. ~j e , = ~ l+~s ist der Drehimpuls und (,1) l die Paritat des auslaufenden
Elektrons ( ~ l = Bahndrehimpuls, ~s = Spin). Im Fall einer Anregung mit Dipolstrahlung gilt
fur Drehimpuls und Paritat des Photons jh =1 und h = ,1. In dem statischen Bild der
frozen core approximation ist der Photoionisationsproze mit der Emission des Photoelektrons
abgeschlossen [72]. Zuruck bleibt ein Photoion mit einem Loch i ,1 , das aber die verbliebenen
Hullenelektronen nicht beein u t. Ein Zerfall ndet in diesem Bild nicht statt.
Mehrteilchenkorrelationen
Die experimentelle Beobachtung von Auger- und Satellitenlinien im Energiespektrum der Elektronen
sowie das Auftreten mehrfach geladener Photoionen widersprechen dem einfachen Bild
unabhangiger Elektronen. Zur Beschreibung der zusatzlich auftretenden Anregungs- und Zerfallsprozesse
mu berucksichtigt werden, da die Bewegungen aller Hullenelektronen aufgrund
der Coulombwechselwirkung (Operator: P 1 e
i