ASAXS - Helmholtz-Zentrum Berlin

7.1 Anomale Röntgenkleinwinkelstreuexperimente (ASAXS)
In den Bereichen, in denen keine Messungen vorliegen, wurden die Intensitäten bilinear interpoliert.
Dieses entspricht nicht oder nur teilweise der Wirklichkeit. Für die Abbildung ist
es jedoch zweckmäßig, dieses zu tun. Zusätzlich zur Farbcodierung der Intensitätswerte sind
in Abb. 7.9 Isolinien eingezeichnet, d. h., Linien die Punkte gleicher Intensität verbinden. An
dieser Stelle sei daraufhin gewiesen, dass ein horizontaler Schnitt im A-Plot die klassischen
eindimensionalen Streukurven liefert, wie sie in Abb. 7.3 bis 7.7 gezeigt sind. Das Maximum
bei q ≈ 0.45 nm −1 ist deutlich zu erkennen, wobei die Position sich nicht mit der Energie
verändert. Dieses ist zu erwarten, da die Position des Maximums von der Größe der Nanoteilchen
abhängt und diese nicht mit der Röntgenenergie variieren kann. Des Weiteren ist
zu erkennen, dass die Intensität des Maximums in einem Bereich 40-140 cm −1 sr −1 nm −2 variiert,
wobei die höchste Intensität (rot) bei einer Röntgenenergie nahe der Energie der Cd-K
Röntgenabsorptionskante vorliegt.
Welche Informationen lassen sich aus dem Verlauf der Isolinien schlussfolgern?
Eine horizontale Isolinie entspricht der Röntgenenergie der jeweiligen Röntgenabsorptionskante.
In Abbildung 7.9 sind mehrere horizontale Isolinien zu sehen, welche mit den Röntgenabsorptionskanten
von Er, Yb, Pb und Cd in Verbindung gebracht werden können. Die
horizontale Isolinie für die Er-L3 Röntgenabsorptionskante ist nur schwach ausgeprägt, da
die Konzentration an Er-Atomen in der Probe zu gering ist, um ein deutlicheres Signal zu
bekommen. Des Weiteren sind zwei verschiedene Muster (Fall 1 und 2) der Isolinien in Abb.
7.9 zu erkennen. In Abbildung 7.10 sind diese beiden Fälle schematisch dargestellt. Beide
Muster treten immer im Energiebereich von Röntgenabsorptionskanten auf. Die horizontale
Linie entspricht genau dieser Röntgenabsorptionskante.
a b
E
q
Röntgenabsorptionskante
Abbildung 7.10: Schematische Darstellung der beiden möglichen Verläufe der Isolinien im gewichteten
A-Plot im Energiebereich einer Röntgenabsorptionskante.
Fall 1 (Abb. 7.10a) entspricht dem Abfall des differenziellen Streuquerschnitts dσ/dΩ(q, E)
mit zunehmender Röntgenenergie E bis zur jeweiligen Röntgenabsorptionskante (horizontale
Linie). Mit zunehmender Röntgenenergie E oberhalb der Röntgenabsorptionskante nimmt der
differenzielle Streuquerschnitt zu (Linien oberhalb der horizontalen Linie in Abb. 7.10a). Aus
der Krümmung der Isolinien lassen sich Rückschlüsse auf die Stärke der Energieabhängigkeit
des differenziellen Streuquerschnittes schlussfolgern. Je flacher die Krümmung der Isolinien
ist, desto stärker ist die Änderung des differenziellen Streuquerschnitts dσ/dΩ(q, E) bei einer
Variation der Energie. Der A-Plot der ASAXS-Messungen der Hauptprobe S3 (Abb. 7.9)
weist das Muster Fall 1 dreimal auf, für Messungen an den Pb-L3, Yb-L3 und Er-L3 Röntgenabsorptionskanten.
Für Letztere ist der Verlauf nicht sehr stark ausgeprägt, was an der
E
q
75