Adsorbat-modifiziertes Wachstum ultradünner Seltenerdoxid ... - E-LIB

2 Grundlagen und Messmethoden
E kin
Spektrum
E F
E
E Vak
E F
= 0
Probe
Vakuumniveau
Φ
Fermi-Energie
hν
I(E)
Valenzband
hν
E B
Rumpfniveaus
N(E)
Abb. 2.6 Vereinfachte schematische Darstellung der beteiligten Energieniveaus und
Übergänge bei der Photoelektronenspektroskopie (nach [71])
zur Folge und wirkt sich damit auf die gemessenen Bindungsenergien aus. Aus quantenmechanischer
Sicht wird demnach bei der Photoelektronenspektroskopie unter
Berücksichtigung von Vielteilchen-Effekten die Energiedifferenz
E V B = E N−1
f − E N i (2.2)
zwischen der Gesamtenergie eines N-Elektronen-Anfangszustands Ei
N und eines
(N − 1)-Elektronen-Endzustands Ef N gemessen. Da man bei der Photoelektronenspektroskopie
immer die Bindungsenergie EB
V bestimmt und diese teilweise recht
deutlich von den Einteilchen-Bindungsenergien nach dem Koopmans-Theorem abweichen
können, ist dies bei der Analyse und Interpretation von XPS-Spektren zu
berücksichtigen.
Die Röntgen-Photoelektronenspektroskopie ist aufgrund der starken Wechselwirkung
von Elektronen mit Materie äußerst oberflächensensitiv. Der Energieverlust
der Photoelektronen wird dabei hauptsächlich durch Plasmonen- und andere Mehrteilchen-Anregungen
verursacht. Es kommt infolgedessen zu einer Abschwächung der
Intensität I des Photoelektronen-Signals aufgrund des Durchdringens eines Festkörpers
mit der Schichtdicke d und wird durch die inelastische mittlere freie Weglänge
(inelastic mean free path) der Elektronen λ nach folgender Formel beschrieben:
I = e − d λ . (2.3)
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