Wechselwirkungen sehr langsamer hochgeladener Ionen mit einer ...

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10 1. Einleitung tierte, ≪hohle≫ Atome entstehen, siehe Abb.1.1. Vor etwa einem Jahrzehnt fand mit der Entwicklung sehr leistungsfähiger Ionenquellen und anderer experimenteller Techniken eine Wiederbelebung dieses sehr interessanten Forschungsgebiets statt. Unsere Gruppe ist zur Zeit in der Lage, mit Hilfe einer selbstentwickelten EZR–Ionenquelle [43] Ladungszustände bis hin zu q = 11 herzustellen. Die hochgeladenen Ionen können über eine Teilchenoptik in eine UHV–Kammer geleitet werden, wo sie bei Einschußenergien von wenigen eV mit dem Target wechselwirken. Dort werden Spektren der dabei im Rahmen einer Autoionisationskaskade emittierten Augerelektronen mit einem sehr effizienten Energieanalysator aufgenommen. Ein umfangreiches Kapitel wird den experimentellen Aufbau unserer Meßappartur und die Funktionsweise seiner wichtigsten Komponenten beschreiben. Im Hauptteil dieser Arbeit werden diese erstmals systematisch bei sehr niedrigen Ionenenergien erfaßten Spektren anhand einiger einfacher Modelle qualitativ diskutiert. Augerenergien und –Übergangsraten werden mit Hilfe eines Standard–Computercodes zur Atomstrukturberechnung bestimmt. Eine vollständige quantitative Rekonstruktion der Spektren ist jedoch aufgrund der Komplexität und des dynamischen Charakters der Ion–Oberflächenwechselwirkungen noch nicht durchführbar. Abschließend werden einige Simulationsergebnisse zur Veränderung der Kristallstruktur durch Ion–Targetatomstöße vorgestellt. Daraus ergeben sich einige potentielle technologische Anwendungsgebiete für Strahlen langsamer, hochgeladener Ionen.
Kapitel 2 Fundamentale Wechselwirkungen In diesem Kapitel werden im Rahmen einfacher Modelle die wesentlichen Aspekte der Wechselwirkungen von langsamen hochgeladenen Ionen mit Oberflächen vorgestellt. Bisher veröffentlichte Arbeiten berufen sich zum Großteil auf die aus diesen Modellen abgeleiteten Formeln, mit deren Hilfe zahlreiche Eigenschaften der beobachteten Spektren zumindest qualitativ erklärt werden können. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt existieren noch keine Simulationsergebnisse, bei denen die Reneutralisations– und Abregungsprozesse unter Einbeziehung dynamischer und quantenmechanischer Effekte vollständig durchgerechnet wurden. Einige Gruppen haben entsprechende Projekte in Arbeit [40]. 2.1 Überblick Zunächst wird im folgenden Abschnitt auf die gegenüber dem Vakuum veränderten Potentialverhältnisse des Ions vor der Kristalloberfläche eingegangen. Das positiv geladene Ion induziert im Kristall eine Ladungsschicht entgegengesetzten Vorzeichens. Einerseits erfährt es dadurch eine zusätzliche Beschleunigung senkrecht zur Kristalloberfläche. Andererseits verschieben sich die energetischen Positionen der atomaren Energieniveaus des Ions. Daraus ergeben sich wichtige Konsequenzen für den Zeitablauf der Wechselwirkun- 11
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Seite 3 und 4: Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 9 2
Seite 5 und 6: INHALTSVERZEICHNIS 5 4.1.1 Programm
Seite 7 und 8: INHALTSVERZEICHNIS 7 B.3 Reduktion
Seite 9: Kapitel 1 Einleitung Die ersten Arb
Seite 13 und 14: 2.2. Potentialverhältnisse 13 Ladu
Seite 15 und 16: 2.2. Potentialverhältnisse 15 2.2.
Seite 17 und 18: 2.2. Potentialverhältnisse 17 best
Seite 19 und 20: 2.2. Potentialverhältnisse 19 Abbi
Seite 21 und 22: 2.3. Zeitskalen 21 Abbildung 2.5: M
Seite 23 und 24: 2.4. Auger-Übergänge 23 größer
Seite 25 und 26: 2.4. Auger-Übergänge 25 Abbildung
Seite 27 und 28: 2.5. Elektronentransferprozesse 27
Seite 29 und 30: 2.6. Die Screening Dynamics 29 nen
Seite 31 und 32: 2.7. Strahlungsübergänge 31 10˚A
Seite 33 und 34: 2.8. Wechselwirkungen im Kristall 3
Seite 35 und 36: 2.8. Wechselwirkungen im Kristall 3
Seite 37 und 38: Kapitel 3 Der experimentelle Aufbau
Seite 39 und 40: 3.1. Die EZR-Ionenquelle 39 Ringe a
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Seite 47 und 48: 3.3. Die Abbremsoptik 47 Abbildung
Seite 49 und 50: 3.3. Die Abbremsoptik 49 Die letzte
Seite 51 und 52: 3.4. Das Auger-Elektronen-Spektrome
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Seite 55 und 56: 3.5. Das Ionenspektrometer 55 3.5 D
Seite 57 und 58: 3.5. Das Ionenspektrometer 57 Abbil
Seite 59 und 60: 3.5. Das Ionenspektrometer 59 Abbil
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3.5. Das Ionenspektrometer 61 dem S
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3.6. Targetpräparation 63 nur Adso
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3.7. Augerelektronenspektroskopie 6
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3.8. Die UHV-Kammer 67 Abb.3.19 und
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3.8. Die UHV-Kammer 69 Abbildung 3.
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3.8. Die UHV-Kammer 71 wa einen Tag
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3.9. Computeransteuerung und Meßwe
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3.9. Computeransteuerung und Meßwe
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Kapitel 4 Simulation der Autoionisa
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4.1. Der COWAN-Code 79 gurationen v
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4.2. Fehlerquellen 81 Die Raten Γ
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Kapitel 5 Die Argon-Spektren Von be
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5.1. Der LMM-Peak 85 ren 1 . Erst d
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5.1. Der LMM-Peak 87 Der Bereich zw
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5.1. Der LMM-Peak 89 meter gelangen
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5.1. Der LMM-Peak 91 (3s ↦→ 2p,
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5.2. Der MXY-Buckel 93 werden könn
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5.2. Der MXY-Buckel 95 gestreckten
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5.2. Der MXY-Buckel 97 so wächst d
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5.2. Der MXY-Buckel 99 nigem Abstan
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5.3. Die 220eV-Stufe 101 sich ein l
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5.3. Die 220eV-Stufe 103 senkrecht
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5.4. Präparationsabhängigkeit der
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5.4. Präparationsabhängigkeit der
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5.5. Zusammenfassung und Schlußfol
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Kapitel 6 Die Sauerstoff-Spektren I
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6.1. Die hochenergetischen Peaks 11
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6.2. Die LXY-Struktur 127 Abbildung
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6.3. Das O 8+ -Spektrum 129 Bei fla
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6.4. Zusammenfassung und Schlußfol
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Kapitel 7 Simulation der Kristallsc
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7.1. Der TRIM-Code 135 Abbildung 7.
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7.1. Der TRIM-Code 137 tur des Targ
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7.3. Ausblick auf technologische An
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Kapitel 8 Zusammenfassung und Ausbl
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Anhang A Atomare Einheiten • Län
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Anhang B Ionenspektrometersimulatio
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B.3. Reduktion der Dimension von Ai
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Anhang C AUGER-Meßprogrammcode #in
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scanf ("%d", &value); } while ((val
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flushall (); /* clearing all input
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mean = ctre[i] / runs; sigma = sqrt
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printf ("Setting BG1 to continuous
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printf ("SoftwareInit\n\n"); if (er
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Literaturverzeichnis [1] R.P. Adam:
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LITERATURVERZEICHNIS 167 [20] R. D
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LITERATURVERZEICHNIS 169 [43] Chris
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Erklärung Ich erkläre, daß ich d
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