Spektromikroskopische Untersuchungen an ... - OPUS Würzburg

8 2 Physikalische Grundlagen
near beziehungsweise die Helizität der zirkular polarisierten Strahlung wählen lässt.
Durch geschicktes Einstellen der Photonenenergie können so am Synchrotron Experimente
mit maximaler Oberflächenempfindlichkeit durchgeführt werden. Man
wählt hierzu die Photonenenergie dergestalt, dass die produzierten Photoelektronen
eine kinetische Energie besitzen, welche einer minimalen mittleren freien Weglänge
entspricht (z.B. bei Silber ca. 0,5 nm für E kin = 100 eV, siehe Abbildung 2.2).
2.1.2 Röntgenabsorptionsspektroskopie
Die Nahkanten-Röntgenabsorptionsspektroskopie (NEXAFS), eine weitere in der
Oberflächenphysik weit verbreitete Spektroskopiemethode, liefert gegenüber der
PES zusätzlich Informationen über unbesetzte elektronische Zustände und über
geometrische Eigenschaften (z.B. Orientierung von Molekülen). Auch diese Methode
soll im Rahmen dieser Arbeit nur kurz erläutert werden, weiterführende
Informationen entnimmt man beispielsweise dem Buch von Stöhr [11].
Eine schematische Darstellung des zugrunde liegenden Prozesses am Beispiel eines
zweiatomigen Moleküls zeigt Abbildung 2.3. Neben dem höchsten besetzten
Molekülorbital (HOMO) erkennt man unterhalb des Vakuumniveaus noch das
niedrigste unbesetzte Molekülorbital (LUMO). Dieses besitzt in diesem Fall π-Charakter,
was eine ungerade (negative) Symmetrie des Molekülorbitals bezüglich einer
Spiegelung an der Molekülebene bedeutet. Unbesetzte Zustände werden durch
einen hochgestellten Stern hervorgehoben, so dass sich für das LUMO in diesem
Fall die Bezeichnung π ∗ ergibt. Oberhalb des Vakuumniveaus E vak findet sich ein
Zustand, der zwischen einer Erhöhung („Zentrifugalbarriere“) des Potenzials lokalisiert
ist. Da es sich hier um ein unbesetztes Molekülorbital mit gerader (positiver)
Symmetrie handelt, wird er σ ∗ genannt. Man kann diesen Zustand auch durch
Streuung der auslaufenden Photoelektronen erklären.
Werden durch geeignete elektromagnetische Strahlung Rumpfniveauelektronen
angeregt und ist die Photonenenergie hν größer als die Ionisierungsenergie E I des
entsprechenden Rumpfniveaus, so werden diese Elektronen als Photoelektronen
emittiert (analog zur PES). Im Absorptionsspektrum spiegelt sich dies als Absorpti-