Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden Experimente zur Photoneninduzierten Fluoreszenzspektroskopie (PIFS) an Argonatomen beschrieben. Die Experimente wurden am Berliner Elektronenspeicherring für Synchrotronstrahlung (BESSY) durchgeführt. Dabei lag das Hauptaugenmerk auf dem Schwellenbereich der Ar+* - Satelliten.
Die Messungen von absoluten Wirkungsquerschnitten zur Photoionisation eines Ar 3p - Elektrons bei gleichzeitiger Anregung eines zweiten 3p Elektrons in das 4s - Orbital dienen im Vergleich mit theoretischen Beschreibungsmethoden dazu, die Bedeutung der Elektronenkorrelationen und der Vielteilchendynamik aufzuzeigen. Die 3p4(3P) - Core Konfiguration bildet mit dem angeregten 4s - Elektron 4P und 2P - Satellitenzustände als niedrigste angeregte Ionenzustände. Die Auswahl dieser Zustände und des entsprechenden Primärenergiebereichs orientiert sich an der Forderung, möglichst interpretierbare und interessante Bereiche und Fragestellungen der komplexen Mechanismen der photoneninduzierten Satellitenbesetzung zu isolieren. In dieser Arbeit werden sowohl Quartett- als auch Dublettzustände beobachtet und deren Anregungsquerschnitte bei Photonenenergien zwischen 32,475 eV und 33,050 eV gemessen.
Die hier durchgeführten Untersuchungen von Zweielektronenprozessen, welche im Vergleich zu den Einelektronenprozessen wesentlich schwächerer Natur sind, und die dazu notwendige Methode der Fluoreszenzspektroskopie im Spektralbereich des Vakuumultravioletten sind auf der experimentellen Seite mit dem Problem geringer Intensitäten behaftet. Diese sind durch die Verwendung von Undulatorbeamlines und langen Integrationszeiten zu kompensieren. Die durchgeführten Experimente lösen in diesem Energiebereich Resonanzen in regelmäßiger Abfolge erstmals auf. Sie zeigen, dass die Quartettzustände überwiegend durch die Autoionisation zweier identifizierter Rydbergserien besetzt werden. Diese sind als (3P) 4s 2P3/2,1/2 np - Serien identifiziert. Im Anregungsenergiebereich zwischen 32,899 eV und 33,019 eV, also zwischen der energetischen Schwelle des Ar+ 3p4 (3P) 4s 2P3/2 und des Ar+ 3p4 (3P) 4s 2P1/2 Zustands, wird für den 2P3/2 Zustand eine Überlagerung von direkter und resonanter Besetzung beobachtet.
Die Rydbergserien werden simultan in Absorption beobachtet. Diese Daten lassen sich mit Literaturwerten bei durchaus verbesserter eigener Primärenergieauflösung vergleichen.
Durch die Messung von absoluten Wirkungsquerschnitten der totalen Absorption und aller offenen Zerfallskanäle hat man eine vollständige experimentelle Datenbasis für einen Test von Berechnungen eines überschaubaren Anregungs- und Zerfallsszenarios erhalten.
Eine der Stärken der PIFS besteht in der Möglichkeit der Bestimmung der relativen Verteilung der drei erlaubten Elektronenpartialwellen. Diese Verteilung ist aus der Messung der Größen A20 (Alignmentparameter) und O10 (Orientierungsparameter) der besetzten Ionenzustände ableitbar. Unter Verwendung eines Wollastonprismas wurde eine resonanzartige Variation von A20 der Ar+ 3s23p4 (3P) 4p 2P3/2, 2D3/2 - Zustände im Primärenergiebereich um 36,6 eV aus einer Vorläuferarbeit bei BESSY I mit der gesteigerten Primärauflösung von BESSY II untersucht. Die Verwendung eines Wollastonprismas zur Polarisationsanalyse der Fluoreszenzstrahlung ist allerdings auf den sichtbaren Spektralbereich beschränkt und lässt sich deswegen nicht auf die oben erwähnten Messungen der Ar+ 3p4 (3P) 4s - Zustände übertragen.
Für die Ar+ 3s23p4 (3P) 4s -, sowie für höher angeregte Satelliten existieren im Primärenergiebereich zwischen 32,8 und 36 eV bisher nicht publizierte relative Wirkungsquerschnitts- und auch Alignmentmessungen, welche im Rahmen früherer Forschungsprojekte bei BESSY I ermittelt wurden. Diese sind im Anhang der Arbeit zusammengefasst, um einen Leitfaden für nachfolgende Untersuchungen mit gesteigerter Primärauflösung bereit zu halten.
Der Beschreibung des experimentellen Aufbaus wird ein kurzer Überblick der anwendbaren theoretischen Beschreibungsmethoden der untersuchten Wechselwirkungsprozesse vorangestellt.
Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
