Wachstum und Charakterisierung dünner PTCDA-Filme auf ...

2. Physikalische Grundlagen
2.6. Röntgenabsorptionsspektroskopie (NEXAFS)
Die Röntgenabsorptionsspektroskopie
stellt eine weitere wichtige Technik
zur Oberflächenanalytik dar. Bei dieser
Messmethode werden Elektronen
kernnaher Zustände mittels der durchstimmbaren,
monochromatischen und
linear polarisierten Synchrotronstrahlung
angeregt. Ist der Bereich nahe der
Röntgenkante (Fermienergie bis maximal
50 eV relativ zur der Kante) von Interesse
wird von NEXAFS-Spektroskopie
gesprochen (Near Edge X-ray Absorption
Fine Structure). Bei dieser Methode
wird die Absorptionfeinstruktur im
Nahbereich der Absorptionskante eines
Moleküls untersucht. Im Folgenden soll
kurz auf die grundlegenden Aspekte der
NEXAFS-Spektroskopie eingegangen
werden. Ein detaillierte Beschreibung
kann in Referenz [29] eingesehen werden.
In Abb. 2.6.1 ist das Messprinzip ver- Abb. 2.6.1: Schematische Darstellung des
anschaulicht. Die Röntgenstrahlung mit NEXAFS-Prozesses und Spektrum für ein zweiato-
der Energie hν regt kernnahe Elektronen
miges Molekül [28].
des Adsorbates resonant in unbesetzte,
antibindende (π∗ und σ∗ ) Molekül- und Rydbergorbitale (R) sowie in das Kontinuum
an. Diese Anregung erfolgt elementspezifisch (Anfangszustand) und bindungsspezifisch
(Endzustand). Im Gegensatz zur IR-Spektroskopie erfolgt die Detektion des Spektrums
nicht direkt in Form des Energieverlustes der angeregten Strahlung. Jedes angeregte
Elektron hinterlässt ein Rumpfloch in das ein anderes Elektron relaxiert. Diese Relaxationsenergie
kann in Form von Fluoreszenz abgegeben werden oder aber an ein weiteres
Elektron übertragen werden, das als Auger-Elektron emittiert wird. Bei der Detektion
wird ausgenutzt, dass die Anzahl der emittierten Photonen bzw. Elektronen dem Röntgenabsorptionsquerschnitt
proportional ist. Die Detektion der Elektronen kann dann auf
unterschiedliche Arten erfolgen. Es kann der gesamte Elektronenschwarm (total electron
yield (TEY)) detektiert werden. Dies ist jedoch nur bedingt oberflächensensitiv, da
das Signal häufig gestreute Elektronen aus tieferen Schichten enthält. Deshalb werden
bei den Messungen die niederenergetischen Elektronen durch ein vor dem Detektor
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