Wechselwirkungen sehr langsamer hochgeladener Ionen mit einer ...

2.2. Potentialverhältnisse 17
bestimmbaren Parametern Plasmapotential UP , Quellenvorspannung UQ und
Einfallswinkel Θ ergibt (s. Kap.3), können keine exakten Aussagen über die
Größe der Bildladungsanziehung gemacht werden.
Im einfachen Bild des klassischen overbarrier–Modells setzt der Reneutralisationsprozeß
in einer Entfernung von Rc(q) = √ 2q
a.u. vor der Jellium
W
Kante ein [16]. W kennzeichnet hierbei die Austrittsarbeit von Kristallelektronen
aus der betrachteten Oberfläche, wie sie z.B. via Photoemissionsspektroskopie
bestimmt werden kann. Unter der Annahme einer schrittweisen und
vollständigen Neutralisation – dem sogenannten staircase Modell – ergibt sich
damit ein Energiegewinn des hochgeladenen Ions von5 ∆Ekin(q) = W
3 √ 2 q3/2 � q 3/2 . (2.9)
Experimentell wurde diese Formel auf verschiedene Weise verifiziert. F.Aumayr
et al. [12] schlossen aus der Sättigung der totalen Elektronenausbeute von
bis zu 80–fach geladenen Ionen vor einer Metalloberfläche mit abnehmender
Projektilenergie auf eine untere Grenze der für die Wechselwirkungsprozesse
vor der Oberfläche zur Verfügung stehenden Zeit und führten diese auf die
für einen festen Ladungszustand konstante Bildladungsanziehung zurück.
Abbildung 2.3: Aufbauschema des Streuversuchs von H.Winter et al. Der über mehrere
Blenden kollimierte Ionenstrahl wird unter streifendem Einfall an einer Al(111)–
Oberfläche gestreut. Mit einem beweglichen Detektor wird die Winkelverteilung der
reflektierten Teilchen gemessen.
5 In 2.9 wurde eine Verschiebung der atomaren Energieniveaus des Ions vor der Oberfläche
durch seine eigene Bildladung berücksichtigt. Bei Vernachlässigung dieses Effekts
erhält man im overbarrier–Modell die Gleichungen Rc(q) = q
W a.u. [19] und Vim = W
2 q.