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E
≈
h·ν
Photoelektron
h·ν
Photoelektron
AugerdElektron
E A
=E 1s
-E 2s
-E 2p
KL 1
L 2,3
oderdKLL
E vak
E vak
0
E F
2s
E F
2pd(L 2,3
)
2sd(L 1
)
1s
1sd(K)
Abbildung 3.1: Schematische Darstellung des photoelektrischen Effektes (links) und
des Auger Effektes (rechts). Die Energie des Auger Elektrons E A ist nur von den beteiligten
Zuständen und nicht von der Anregungsenergie abhängig. Die Nomenklatur erfolgt
über die beteiligten Zustände.
Die Bindungsenergie der Photoelektronen kann somit mit folgender Gleichung (3.3) beschrieben
werden und ist unabhängig von der Austrittsarbeit der Probe.
E bin = hν − E kin − Φ Spek (3.3)
Die Bindungsenergie hängt also über die Energie der einfallenden Strahlung der Anregungsenergie
und der Austrittsarbeit des Spektrometers mit der kinetische Energie der Photoelektronen
zusammen. Die Austrittsarbeit des Spektrometers wird durch die Messung metallischer Standards
bestimmt. Hierzu werden das Fermi-Niveau und die charakteristischen Emissionslinien
von Ag und Cu bestimmt. Das Fermi-Niveau entspricht dem höchsten besetzten Zustand (bei
T=0 K) und wird als Fermi-Kante bezeichnet. Bindungsenergie (E bin ) ist materialspezifisch und
wird zur qualitativen Analyse verwendet. Dies wird durch Gleichung (3.4) verdeutlicht. Die Bindungsenergie
wird mit dem Bohrschen Atommodell beschrieben und hängt näherungsweise nur
von der Kernladungszahl Z n und der Hauptquantenzahl n ab.
E bin ≈ − Z 2 n · 13.6eV (3.4)
n2 Jedes Atom besitzt verschiedene elektronische Zustände, die alle verschiedene Bindungsenergien
aufweisen und verschiedene Wirkungsquerschnitte besitzen. Aufgrund der Wechselwirkung
von Spin- und Bahndrehimpuls ungepaarter Elektronen spalten p-Orbitale in p 3/2 und p 1/2 , d-
34 3 Experimentelle Methodik