Erhöhung der Photoionisationswahrscheinlichkeit durch resonante Energieabsorption in heterogenen Clustern

Durch eine Kombination von Photonen- und Elektronenspektroskopie konnten korrelative Effekte in heterogenen Systemen nachgewiesen werden, bei denen Energie effizient von einem Bindungspartner absorbiert und auf einen andersartigen Bindungspartner übertragen wird, welcher daraufhin ionisiert wird.

Falschfarbendarstellung der gemessenen Elektronen von Ne-Ar Clustern
(a) Falschfarbendarstellung der gemessenen Elektronen von Ne-Ar Clustern als Funktion der anregenden Photonenenergie und der Bindungsenergie der Elektronen.

Durch die Kombination von Photonen- und dazu komplementärer Elektronenspektroskopie konnte gezeigt werden, dass sich die Reaktion von Netzwerken aus schwach gebundenen Edelgasatomen, sogenannte Cluster, auf das Bestrahlen mit schmalbandiger Strahlung drastisch ändert, sobald sich kleine Mengen einer weiteren Edelgasart darin befindet. Bestehen die Cluster nur aus Neonatomen, so reicht die Energie der verwendeten Strahlung nicht aus um das Neon zu ionisieren, sprich ein Elektron auszulösen. Daher wird die in das System eingebrachte Energie wieder in Form von Photonen emittiert. 

Wird jedoch ein geringer Prozentsatz von Argon in die Cluster eingebracht, so befinden sich nun Atome in dem Netzwerk für die die Energie ausreicht um ein Elektron zu emittieren. Dies führt dazu, dass keine Emission von Photonen mehr stattfindet, sondern die aufgenommene Energie durch die Emission von Elektronen wieder abgegeben wird.

Insbesondere zeigt sich hier, dass durch die Wahl einer geeigneten Wellenlänge und damit Energie der schmalbandigen Strahlung die Neonatome in den Clustern resonant angeregt werden können, was zu einer effektiveren Ionisation der Argonatome im Bereich dieser Resonanzen führt als für den Fall von reinen Argonclustern.


 A. Hans et al. The Journal of Physical Chemistry Letters 10 1078 (2019)

 DOI: 10.1021/acs.jpclett.9b00124

 Andreas Hans @ AGE – Spektroskopie