2. Elektronenemission bei der streifenden Streuung an Oberflächen von Isolatorkristallen
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Die Emission von Elektronen bei der Streuung von Atomen an Oberflächen von Alkalihalogeniden kann mit einem einfachen Modell beschrieben werden. Dieses Modell wird im folgenden für die Streuung von Wasserstoff an LiF(001) erläutert (Abb. 3).



Abb. 3: Reaktionsschema für die Streuung von H0 an LiF(001)

  1. Energieverlust und Elektronenemission können durch die Bildung negativer H- Ionen als dominanter Wechselwirkungskanal erklärt werden. Dabei kommt es mit der Wahrscheinlichkeit Pbin zu einem Übergang zwischen den diabatischen Potentialkurven für den Ausgangs- (F- + H0) und Endzustand (F0 + H-) (Punkt A). Da der Energiedefekt der beiden Potentialkurven im Bereich des Übergangs annähernd konstant ist, kann die Formierung von H- durch das Demkov-Modell beschrieben werden.
  2. Die Anregung von Oberflächenexzitonen wird durch ein Kreuzen der diabatischen Potentialkurven (Punkt B) mit dem Landau-Zehner-Modell beschrieben, wo es mit der Wahrscheinlichkeit PLZ zum Übergang zwischen den adiabatischen Potentialkurven kommt.
  3. Bei weiterer Entfernung vom aktiven Halogenion wird das H- Niveau durch die Niveaus der benachbarten F- Ionen abgestoßen und bis zur Vakuumenergie angehoben (Punkt C). Das H- Ion geht mit der Wahrscheinlichkeit Pdet in H0 über, resultierend in der Emission eines Elektrons (H0 + e-).

Mit Hilfe einer Binominal-Statistik können aus den experimentell bestimmten Anteilen der jeweiligen Wechselwirkungskanäle und einer effektiven Anzahl von Wechselwirkungen die Wahrscheinlichkeiten für den Elektronentransfer im Demkov-Regime Pbin, für die Kreuzung der diabatischen Potentialkurven im Landau-Zehner-Modell PLZ sowie den Elektronenverlust Pdet bestimmt werden. In Abb. 4 sind die experimentellen Intensitäten (blaue Balken) für eine spezifische Anzahl von emittierten Elektronen und produzierten Exzitonen zusammen mit den Resultaten des statistischen Modells (rote Balken) dargestellt.



Abb.4: Intensitäten und Beschreibung durch Binominal-Verteilung für die Emission von Elektronen und Anregung von Exzitonen bei der Streuung von 1keV H0 an LiF(001)

In Abb.5 sind die Wahrscheinlichkeiten für die Elektronenemission (ne), für die Anregung von Exzitonen (nex) sowie das Überleben von H- (nmin) für die Streuung von H0 an LiF(001) unter einem Einfallswinkel von 1,8° dargestellt.



Abb. 5: Wahrscheinlichkeiten für die Elektronenemission (ne), die Produktion von Exzitonen (nex) sowie H- Ionen für die Streuung von H0 an LiF(001)

Die Daten für die Reaktionsprodukte an der Schwelle werden durch Modellrechnungen (durchgezogene Kurven in Abb.5) gut beschrieben. Die Stufen in den Modellrechnungen resultieren aus der Erhöhung der Wechselwirkungszahl mit steigender Energie (H. Winter et al., Nucl. Instr. Meth. B 212 (2003) 45).

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