Vibrationsaufgelöste Augerspektroskopie an kleinen Molekülen zur Bestimmung der Potenzialflächen von dikationischen Zuständen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen des Projekts wurden die vibrationsaufgelösten Augerspektren der Moleküle NO und OCS vermessen und daraus mit Hilfe einer Franck-Condon Analyse detaillierte Informationen über die Potenzialkurven der dikationischen Molekülzustände gewonnen und diese mit aktuellen theoretischen Ergebnissen verglichen. Berücksichtigt man dabei auch die Ergebnisse anderer Moleküle (HBr/DBr, HCl/DCl, CO, CO2), die vom Projektleiter vor Beginn des hier zum Bericht vorliegenden Projektes erzielt wurden, so kann man zusammenfassen, dass bei zweiatomigen Molekülen eine gute Übereinstimmung zwischen Experiment und neuen theoretischen Arbeiten besteht. Bei den dreiatomigen Molekülen OCS und CO2 sind die aktuellsten theoretischen Arbeiten hingegen nicht in der Lage, die erhaltenen Ergebnisse in allen Aspekten zu reproduzieren. Durch eine Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Dr. Uwe Hergenhahn konnten Photoelektron-Augerelektron-Koinzidenzmessungen durchgeführt werden. Hierdurch konnte im Fall von O2, trotz nicht auflösbarer Vibrationsstruktur im Augerspektrum, eine Franck-Condon Analyse zur Bestimmung der Potenzialkurven durchgeführt werden. Im Falle von Methan wurde gezeigt, dass durch Koinzidenzmessungen auch Informationen über die Potenzialkurven von dissozierenden Endzuständen des Augerprozesses gewonnen werden können. Mit den Untersuchungen der im Bereich der Shape-Resonanz gemessenen Augerspektren von CO an der O 1s Ionisationskante konnte gezeigt werden, dass sich Daten, so wie sie im Rahmen dieses Projekts erzielt werden, hervorragend dazu geeignet sind, weitergehende Fragestellungen zu untersuchen. Insbesondere konnten im vorliegenden Fall bekannte Einflüsse auf das Augerspektrum berücksichtigt werden und somit das bekannte Spektrum von unbekannten Emissionslinien getrennt werden. Letztere konnten in einem folgenden Schritt durch Analyse der Linienform resonanten Augerzerfällen von doppelt angeregten Zuständen zugeordnet werden. Weiterhin sollten mit Daten aus vibrationsaufgelösten Augerspektren rückstoßbedingte Vibrationsanregungen in der Photoionisation bei Photonenenergien von einigen keV untersucht werden, um so die Problematik der für diesen Energiebereich nicht ausreichenden Photonenenergieauflösung zu umgehen. Im Rahmen dieser Üntersuchungen wurden jedoch in den Augerspektren bisher unbekannte Linienformeffekte gefunden, die auf rückstoßbedingte Dopplereffekte sowie Rotationsangregungen, inklusive Interferenzeffekte, sowie der Winkelverteilung der Augerelektronen zurückzuführen sind, wodurch es zu Verzögerung bei der Auswertung der Daten bezüglich der ursprünglichen Fragestellung kam. Bei ergänzenden Messungen im Rahmen des Projekts wurden interessante Fragestellungen bezüglich der KLL Augerspektren sowie der 1s^-1 2s, p^-1 val Shake-up Satelliten in Photoelektronenspektren von Atomen aus der dritten Reihe des Periodensystems gefunden und für H2S sowie Argon verfolgt. Dabei konnte unter anderem gezeigt werden, dass zum Studium von Zuständen mit zwei Rumpflöchern die hochauflösende Photoelektronenspektroskopie im Photonenenergiebereich von einigen keV eine interessante Alternative zu Koinzidenzmessungen oder zu Messungen an Freien Elektronenlasern ist.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Metastable states in NO2+ probed with Auger spectroscopy. Phys. Chem. Chem. Phys. 13, 18436 (2011)
R. Püttner, V. Sekushin, H. Fukuzawa, T. Uhliková, V. Spirko, T. Asahina, N. Kuze, H. Kato, M. Hoshino, H. Tanaka, T. D. Thomas, E. Kukk, Y. Tamenori, G. Kaindl und K. Ueda
- Probing dissociative molecular dications by mapping vibrational wave functions. Phys. Rev. A 83, 043404 (2011)
R. Püttner, T. Arion, M. Förstel, T. Lischke, M. Mucke, V. Sekushin, G. Kaindl, A. M. Bradshaw und U. Hergenhahn
- Unreliability of the autocorrelation function as evidence for Ericson fluctuations. Phys. Rev. A 84, 023402 (2011)
Y. H. Jiang, R. Püttner, D. Delande, M. Martins und G. Kaindl
- A comprehensive study of the vibrationally resolved S 2p−1 Auger electron spectrum of carbonyl sulfide. J. Chem. Phys. 137, 044310 (2012)
V. Sekushin, R. Püttner, R. F. Fink, M. Martins, Y. H. Jiang, H. Aksela, S. Aksela und G. Kaindl
(Siehe online unter https://doi.org/10.1063/1.4734310) - New insight into the Auger decay process in O2 : The coincidence perspective. J. Electron Spectrosc. Rel. Phenom. 185, 234 (2012)
T. Arion, R. Pü ttner, C. Lupulescu, R. Ovsyannikov, M. F¨rstel, G. Ohrwall, A. Lindblad, K. Ueda, S. Svensson, A. M. Bradshaw, W. Eberhardt und U. Hergenhahn
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.elspec.2012.06.010) - Hidden double excitations in the oxygen inner-shell ionization continuum of CO. New J. Phys. 15, 033003 (2013)
R. Püttner, D. Céolin, O. Travnikova, J. Palaudoux, M. Hoshino, H. Kato, H. Tanaka, Y. Tamenori, C. C. Wang, C. Miron, K. Ueda und M. N. Piancastelli
(Siehe online unter https://doi.org/10.1088/1367-2630/15/3/033003) - Atomic Auger Doppler effects upon emission of fast photoelectrons. Nature Communications 5, 4069 (2014)
M. Simon, R. Püttner, T. Marchenko, R. Guillemin, R. K. Kushawaha, L. Journel, G. Goldsztejn, M. N. Piancastelli, J. M. Ablett, J.-P. Rueff und D. Céolin
(Siehe online unter https://doi.org/10.1038/ncomms5069) - Direct observation of double-core-hole shake-up states in photoemission. Phys. Rev. Lett. Vol. 114, Iss. 9 — 6 March 2015. Pages: 093001, Umfang: 5 p.
R. Püttner, G. Goldsztejn, D. Céolin, J.-P. Rueff, T. Moreno, R. K. Kushawaha, T. Marchenko, R. Guillemin, L. Journel, D. W. Lindle, M. N. Piancastelli und M. Simon
(Siehe online unter https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.093001)
