Bedingung

Bedingung
Zentripetalkraft = elektrostatische Kraft
mv2 2 E0
Fz 

 e   r  Fe
r
r
Elektrische Feld:
V 1
r 

 ro  r
ln  
 ri 
E0 lineare Funktion von ΔV:
0 
e
 V
2  ln ro / ri 
Zylinderdeflector
_
+
s
α
r
Elektronen Trajektorie
1
x
 x  E 
 x 
 x 
y( )  y1 cos 2   r
1

cos
2

r

sin


 2 



r
 r  2E 0 
 r 
 2  r 
2  x  7
x  3

 r 2  cos 2   cos 2 2     ...
r  8
 3  r  24 
Fokussierung tritt auf, wenn der von α linear
abhängige Term verschwindet:
xf 
r
2
y2   y1  r
 
E 4 2
 r
E 3

2
 127
, mit x  x f
Optimum deflection angle for cylindrical and spherical electrostatic spectrometer
D. Roy and J.D. Carette, Appl. Phys. Lett. 16, 413 (1970)
Detektoren
• Kanalelektronenvervielfacher (Channeltron)
Experimenteller Aufbau
magnetische Abschirmung (meist aus Mu-Metall [76.6% Ni, 14.7% Fe, 4,5% Cu, 3.3% Mo])
Technische Realisierung
ΔE10 meV
ΔE100 meV
ΔE1 meV
max. exp. Auflösung: 0,5 meV
max. theo. Auflösung: 0,3 meV
Streuprozesse
• Elastische Streuung
• Inelastische Streuung
– Dipol Streuung
– Stoßstreuung (impact scattering)
Elastische Streuung
• Energieerhaltung
E E
i
• Impulserhaltung
s
i
s
k k
Inelastische Streuung
• Energieübertrag
E  E  
s
i
• Impulsübertrag
 s i 
k k q
k  k  q||
s
||
i
||
Dipolstreuung - Langreichweitig
• Dipol wird aus Elektron
und dessen Bildladung
erzeugt
• Molekül-, AdsorbatSubstratschwingungen
induzieren
Dipolmomente
• Dipole senkrechter zur
OF werden detektiert
• Dipole parallel zur OF
bilden Quadrupole
• Wirkungsquerschnitt
von Quadrupolen
wesentlich kleiner als
bei Dipolen
• Hautsächlich Detektion
von Dipolen
Dipolstreuung
•
•
•
•
Es gelten die
Dipolauswahlregelen:
Δl = ± 1 ; Δm = 0, ± 1
Charakteristisch ist die schmale
Winkelverteilung s um das
Maximum in spekularer Richtung
Streuwinkel:

h
2 Ei
Beispiel:
E0 = 2eV, ћ = 100meV
→ θ = 1,4°
Stoßstreuung - kurzreichweitig
• Direkte Wechselwirkung mit Atompotentialen der
OF.
• Keine Dipolauswahlregeln:
Anregung von Schwingungen parallel zur
Oberfläche
• Streuwirkung in großen Raumwinkelbereich
• Intensität des Messsignals wesentlich geringer
als bei Dipolstreuung
• Winkelabhängige Messung ergibt zusätzliche
Strukturaufklärung
Impulsübertrag
q||  ki sin i  k f sin  f

2m0 Ei

 sin i  1 
sin  f

Ei
Mit spiegelndem Reflex
und
  Ei folgt.

q|| 
ki sin i
2 Ei
i   f
Impulsübertrag