Wechselwirkungen sehr langsamer hochgeladener Ionen mit einer ...

2.8. Wechselwirkungen im Kristall 33
Unter dem Einfluß des Festkörperumfelds unterliegt das Ion jedoch andersartigen
Wechselwirkungen als vor der Oberfläche. Beim Eintritt in den Kristall
macht sich zunächst die zusätzliche Abschirmung der Kernladung über die
Leitungsbandelektronen bemerkbar. Dadurch verliert das Ion diejenigen Orbitale,
deren Radius < r >nl die Abschirmlänge des Kristalls übersteigt.
Typischerweise bleiben so nur noch die K–, L– und M–Schalenelektronen an
das Ion gebunden.
Auch das Auffüllen der äußeren Schalen funktioniert innerhalb des Kristalls
auf andere Weise als vor der Oberfläche. Es existieren mehrere Modellbilder
für Besetzungsmechanismen innerer Schalen im Festkörper, die im folgenden
zusammenfassend vorgestellt werden. Wahrscheinlich ergibt sich der
tatsächliche Auffüllungsgrad der inneren Niveaus aus dem Zusammenspiel
dieser Prozesse, wobei sich das relative Gewicht der Einzelbeiträge zueinander
mit den experimentellen Parametern umschichten sollte. Die bekannten
Simulationsrechnungen reichen aber noch nicht aus, um hierüber quantitativ
präzise Aussagen treffen zu können.
2.8.1 Scale Matching an der Oberfläche
Burgdörfer et al. zeigen in [17], daß sich die inneren Orbitale des Ions unter
dem wachsenden Einfluß der Abschirmung durch das Kristallelektronengas
energetisch an das Valenzband anpassen können. Die vorgestellten Simulationsergebnisse
für diesen Vorgang sind weitgehend unabhängig von der
Wahl spezieller Eingabeparameter, insbesondere variieren sie kaum mit der
verwendeten Elektronendichte. Die ≪Universalität≫ der Spektren, d.h. die
verblüffende Unabhängigkeit ihrer Struktur von der Art des verwendeten
(leitenden) Targetmaterials, läßt sich damit auf elegante Weise erklären.
Der unmittelbar an der Oberfläche stattfindende Elektronentransfer läßt sich
stark vereinfacht im klassischen overbarrier–Modell [15] veranschaulichen.
Als notwendige Bedingung für RN– und QRN–Prozesse müssen sich die
klassisch erlaubten Bereiche für die Orbitale des Valenzbandelektrons und
des leeren Ionenniveaus überlappen. Die Höhe der Potentialbarriere zwischen
ihnen hängt vom Abstand des Ions vom Targetatom ab. Je größer die Einschußenergie,
desto dichter rücken die beiden Stoßpartner im Punkt größter
Annäherung R0 aneinander. Die Autoren geben als Beispiel einen minimalen
Abstand von 1,4 a.u. für einen mit 60keV unter dem streifenden Winkel