Photoelektron-Photoion-Koinzidenz- spektroskopie mit ...

3.2. Verknupfung von Elektronen- und Ionenspektroskopie 91
(3.11) und (3.13) sind fur den Fall, da a entartet ist, noch auf der rechten Seite mit dem
Entartungsgrad ga =1=(2Ja +1) zu multiplizieren.
Der totale Photoionisationswirkungsquerschnitt tot ist die Summe der partiellen Wirkungsquerschnitte
aller Photoionisationsprozesse, die bei der gewahlten Photonenenergie moglich
sind. Ist Fluoreszenzzerfall des angeregten Atoms im betrachteten Photonenenergiebereich vernachlassigbar,
so fuhrt die Absorption eines Photons mit einer Energie oberhalb der ersten Ionisationsschwelle
des untersuchten Atoms automatisch zur Photoionisation. Es ist dann moglich,
tot uber den Wirkungsquerschnitt abs der Absorptionsspektroskopie zu bestimmen [16]:
tot(h ) = X
Wirkungsquerschnitte der Photoelektronenspektroskopie
P
P(h ) abs(h ): (3.14)
Bei einem Photoionisationsproze P emittierte Elektronen besitzen ein von der Photonenenergie
abhangiges, charakteristisches Energiespektrum, beschrieben durch die Spektralfunktion
SP(h ; ) [72] mit der Normierung
Z SP(h ; ) d = nP; (3.15)
wobei nP die Anzahl der beim Proze insgesamt freiwerdenden Photo- und Augerelektronen
ist. Die Spektralverteilungen samtlicher Prozesse, die bei der Photonenenergie h statt nden,
uberlagern sich zu einem Elektronenspektrum, das durch den di erentiellen Wirkungsquerschnitt
d (h ; )
d
= X
P(h ) SP(h ; ) (3.16)
P
beschrieben wird. Dieser ist ein Ma dafur, da ein Photon der Energie h direkt (bei der
Anregung) oder indirekt (beim nachfolgenden Augerzerfall) die Emission eines Elektrons der
Energie bewirkt. Wie in Abschnitt 1.3.1 ausgefuhrt, ergibt sich der di erentielle Wirkungsquerschnitt
direkt aus dem gemessenen Photoelektronenspektrum.
Bei der Messung von Photoelektronenspektren ist man hau g an den partiellen Wirkungsquerschnitten
a (h ) fur die Anregung aus den verschiedenen Unterschalen des Atoms interessiert
und betrachtet den nachfolgenden Zerfall als davon abgekoppelten Sekundarproze (vgl. Abschnitt
3.1). Quantitativ zuganglich sind in der Regel aber nur solche Anregungsprozesse,
die zu diskreten Linienstrukturen im Spektrum fuhren, wie die einfache Photoionisation oder
die Photoionisation mit Shake-up (vgl. Abbildung 3.1). Direkte Doppel- und Mehrfachionisationsprozesse
erzeugen einen kontinuierlichen Untergrund im Spektrum. Die Uberlagerung
samtlicher Untergrunde gema (3.16) macht daher ihre getrennte, quantitative Auswertung in
der Regel unmoglich (siehe aber [31, 91]).
Wie in Kapitel 4 anhand einiger Beispiele gezeigt wird, gestattet aber die Kombination der
Ergebnisse von Photoelektronen- und Photoionenspektroskopie mit den Ergebnissen der Koinzidenzspektroskopie
eine quantitative Aussage uber den Wirkungsquerschnitt der Summe aller
direkten Mehrfachionisationsprozesse.