Joachim
Schulz

Dichroismus in der resonanten und nichtresonanten Photoionisation von atomarem Europium

Joachim Schulz, Dissertation, Fachbereich Physik der Universität Hamburg, 2001

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Kurzfassung

In dieser Arbeit wurde der lineare Dichroismus an der nichtresonanten 4d-Photoemission und der resonanten 4f-Photoemission atomaren Europiums untersucht. Europium wurde mit einem widerstandsgeheizten Ofen verdampft und mit zirkular oder linear polarisiertem Laserlicht orientiert bzw. ausgerichtet. Auf diese Weise konnte der lineare Dichroismus an ausgerichteten Atomen (LAD) und der lineare magnetische Dichroismus in der Winkelverteilung (LMDAD) gemessen werden. Alle Photoelektronenspektren wurden am Strahlrohr BW3 des HASYLAB aufgenommen.

Der Dichroismus in der 4d-Photoemission wurde mit einem LS-Kopplungsmodell und mit zwei Hartree-Fock-Rechnungen verglichen. In der ersten Rechnung wurden Umkopplungen der halbgefüllten 4f-Schale zugelassen. In der zweiten wurden Konfigurationsmischungen der Valenzelektronen berücksichtigt. Der Einfluss beider Effekte auf den Dichroismus konnte aufgezeigt werden. Dabei konnten deutliche Abweichungen vom Ein-Elektronen-Modell festgestellt werden. Der LMDAD des atomaren Europiums wurde mit dem zirkularen magnetischen Dichroismus (CMD) einer Gadoliniumoberfläche verglichen. Es zeigte sich eine deutliche Entsprechung in der Feinstruktur beider magnetischer Dichroismen. Der inneratomare Charakter des Dichroismus konnte somit belegt werden.

Ein hochaufgelöstes Spektrum des Europium 4f Septett-F-Multipletts wurde aufgenommen und mit dem LS-Kopplungmodell sowie mit optisch vermessenen Energieniveaus verglichen. Dabei ergaben sich neue Ansätze zum Verständnis der einzelnen Linien im Spektrum.

Der Dichroismus in der 4f-Photoemission wurde bei Anregungsenergien im Bereich der 4d-4f-Riesenresonanz gemessen. Um die Abhängigkeit der Dichroismen von der Anregungsenergie zu erklären, wurde ein einfaches LS-Kopplungsmodell auf der Basis der Fanotheorie entwickelt und mit den Messwerten verglichen. Das Modell gibt für den Energieverlauf der Intensitäten der Feinstrukturkomponenten unpolarisierter Atome und für den LAD die wesentlichen Züge des Effektes gut wieder. Für den LMDAD ergaben sich im Rahmen des Modells starke Abhängigkeiten von den verwendeten Parametern. Dennoch konnte ein Satz von Parametern gefunden werden, der die Grundzüge des gemessenen LMDAD richtig beschreibt. Ein wichtiges Ergebnis des Modells ist, dass der LMDAD in der Riesenresonanz nicht mit dem CMD vergleichbar ist.

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