Inner-Schalen Photoionisation negativer atomarer Ionen

Abstract

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Inner-Schalen-Photoionisation der Anionen von Fluor, Kohlenstoff und Silizium. Die Messungen wurden am Photon-Ion-Spektrometer an PETRA III durchgeführt. Die Experimente beginnen jeweils unterhalb der Schwelle für die K-Ionisation des Ions und decken Energiebereiche zwischen 70 und 720 eV dahinter ab. Dies sind deutlich größere Energiebereiche als in bisherigen Experimenten mit Anionen. Alle Ergebnisse dieser Arbeit wurden bereits veröffentlicht. Für Fluoranionen wurden die Doppel- und Dreifachionisation nach K-Ionisation bei Photonenenergien zwischen 680 und 1000 eV untersucht. Alle Querschnitte zeigten keine Resonanzen. In der Dreifachionisation wurde deutlich, dass nicht die Einfachionisation mit nachfolgenden Augerzerfällen zum Füllen des 1s-Lochs dominant ist. Stattdessen trägt die direkte 1s + 2p-Doppelphotoionisation maßgeblich zum Wirkungsquerschnitt bei. Die direkte Doppelionisation wurde in diesem Experiment über einen deutlich größeren Energiebereich als bisher untersucht. Ein Modell zur direkten Doppelphotoionisation unterstützt die experimentellen Befunde. In Kohlenstoffanionen wurde die m-fache Photoionisation (m = 2 − 5) für Energien zwischen 280 und 1000 eV untersucht. Bereits publizierte Studien im Energiebereich 280 − 285 eV zur Doppelionisation konnten reproduziert werden. In allen Ionisationskanälen wurde mindestens eine weitere, breitere Resonanz neben der bekannten 1s^−1 2p^4-Resonanz gefunden und der 1s → 3p-Anregung zugeordnet. In der Dreifachionisation wurden zusätzlich elf neue Resonanzen und mehrere Schwellen für weitere Prozesse gefunden. Ab ca. 295 eV trägt auch hier die 1s + 2p-Doppelphotoionisation signifikant zum Wirkungsquerschnitt bei. Bei etwa 317.3 eV konnte eine besonders ausgeprägte Fano-Resonanz beobachtet werden. Diese ist auch in der Vierfachionisation erkennbar. In der Fünffachionisation konnte die doppelte K-Ionisation über einen großen Energiebereich gemessen werden. Die Untersuchungen an Siliziumanionen erbrachten Wirkungsquerschnitte zur m-fachen Photoionisation (m = 3 − 6) bei Photonenenergien zwischen 1830 und 1900 eV. Hierbei wurde erstmals die K-Ionisation eines Anions mit Elektronen in der M-Schale untersucht. In allen Ionisationskanälen konnten zwei Resonanzen an der K-Schwelle beobachtet werden. Für Vergleiche mit theoretischen Rechnungen wurden aus den Wirkungsquerschnitten die Produktladungsverteilung und der mittlere Ladungszustand ermittelt. In Energiebereichen ohne Resonanzen stimmen Theorie und Experiment gut überein. Die gemessenen Resonanzen konnten von der Theorie nicht in allen Details reproduziert werden.