Wasserstoffchemisorption an einfachen Metallclustern - KOPS ...

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Wasserstoffchemisorption an einfachen Metallclustern - KOPS ...

3.2. Photoelektronenspektroskopie

se der Atomkerne und der damit erhöhten Trägheit gegenüber den Elektronen geschuldet:

Massenverhältnis Proton/Elektron mp

me

≈ 1836 [181].

Durch eine quantenmechanische Beschreibung können folgende Effekte erklärt werden:

• Multiplett-Aufspaltung: Durch unterschiedliche Rekonfigurationen der Spins und

der Bahndrehimpulse der verbliebenen Elektronen kann das extrahierte Elektron un-

terschiedliche kinetische Energien haben. Dies führt zu einer Multiplett-Aufspaltung

der spektroskopierten Linien [97].

• Shake-Up-Prozess: Hierbei wechselwirkt das Photon nicht nur mit dem emittierten

Elektron sondern ein Teil seiner Energie regt ein Elektron an, welches in der Valenz-

schale verbleibt. Das emittierte Elektron hat somit eine geringere kinetische Energie

und die Linie des Spektrums ist verschoben [176].

• Relaxation: Da die Kernladung des Clusters gleich bleibt, werden die verbliebenen

Elektronen stärker an den Cluster gebunden. Die freigewordene Bindungsenergie

wird auf das abgelöste Elektron übertragen. Dieses besitzt dann eine höhere kineti-

sche Energie, was zu einer verschoben Linie im Spektrum führt.

• Konfigurationsmischung: Ist die Mischung von Wellenfunktion der Endzuständen.

Eine solche Mischung tritt insbesondere beim Detachment von Elektronen aus tief

liegenden Orbitalen auf. Der Endzustand kann somit nicht mehr mit dem Anfangszu-

stand verglichen werden, da das Photoelektronenspektrum keine Ähnlichkeit mehr

mit dem finalen Zustand besitzt. Der Endzustand muß als Linearkombination ver-

schiedener Anfangszustände beschrieben werden.

Einige dieser Effekte wurden an Ag − n -Clustern beobachtet [182, 183].

Der volle Umfang der quantenmechanischen Beschreibung wird in Abb. 3.4 sichtbar: über

der Achse der Reaktionskoordinate wird die Gesamtenergie des Systems aufgetragen.

Die einzelnen Zustände sind:

• X − : das Clusteranion im Grundzustand.

• X: der neutrale Cluster im Grundzustand.

• A: der neutrale Cluster im einem energetisch höheren, angeregten Zustand.

Die kinetische Energie eines abgelösten Elektrons wird dazu invers aufgetragen, da das

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