1 Wechselwirkung Elektron – Festkörper Elektron Atom Elastische Elektronenstreuung Elektromagnetische Wechselwirkung zwischen dem beschleunigten Elektron

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  • Folie 1
  • 1 Wechselwirkung Elektron Festkrper Elektron Atom Elastische Elektronenstreuung Elektromagnetische Wechselwirkung zwischen dem beschleunigten Elektron und den Elektronen im Atom Keine nderung der Energie des gestreuten Elektrons Elektronenbeugung
  • Folie 2
  • 2 Wechselwirkung Elektron Festkrper Bremsstrahlung Verlust der Energie der beschleunigten Elektronen Emission der kontinuierlichen Rntgenstrahlung h max = E kin = eU
  • Folie 3
  • 3 Wechselwirkung Elektron Festkrper Charakteristische Strahlung Anregung der inneren Elektronen durch das beschleunigte Elektron Die geladene Energie wird demnchst in Form des Rntgenquantums ausgestrahlt
  • Folie 4
  • 4 Wechselwirkung Elektron Festkrper Charakteristische Rntgenstrahlung Moseley: Z Ordnungszahl
  • Folie 5
  • 5 Charakteristische Rntgenstrahlung Strahlung (elektromagnetische Welle) mit einer definierten Wellenlnge fr Rntgenbeugungs- experimente Chemische Analyse mittels Rntgenfluoreszenz Bestimmung der chemischen Zusammensetzung aus der Wellenlnge und Intensitt der charakteristischen Rntgenstrahlung
  • Folie 6
  • 6 Wechselwirkung Elektron Festkrper Emission der Auger-Elektronen Ionisation des Atoms durch die Energie des beschleunigten Elektrons Emission eines Photons Erneute Ionisation des Atoms durch die Energie des Photons
  • Folie 7
  • 7 Wechselwirkung Elektron Festkrper Elastische Elektronenstreuung Emission von Bremsstrahlung Emission der charakteristischen Rntgenstrahlung Emission von Auger-Elektronen Zusammenfassung
  • Folie 8
  • 8 Wechselwirkung Photon Festkrper Elastische Streuung der Photonen Elektromagnetische Wechselwirkung zwischen dem Photon und den Elektronen im Atom Keine nderung der Energie (und der Wellenlnge) des gestreuten Photons Rntgenbeugung und Rntgenstreuung Thomson-Streuung Photon Atom h h
  • Folie 9
  • 9 Wechselwirkung Photon Festkrper PhotonElektron Gestreutes Photon Gestreutes Elektron Compton-Streuung Nichtelastische Streuung der Photonen Zusammensto zwischen dem Photon und einem Elektron im Atom, bei dem das Photon einen Teil seiner Energie und seines Impulses an das Elektron bergibt Die Energie des gestreuten Photons sinkt, seine Wellenlnge wird grer h < h mv
  • Folie 10
  • 10 Compton-Streuung
  • Folie 11
  • 11 Wechselwirkung Photon Festkrper Absorption des Photons Die Energie des Photons wird dem Festkrper bergeben I0I0 I, linearer Schwchungskoeffizient [cm -1 ] Dicke des Absorbers [cm] h E
  • Folie 12
  • 12 Wechselwirkung Photon Festkrper Photoeffekt Das Photon bring Energie, die den Austritt eines Elektrons aus der Oberflche des Festkrpers ermglicht Dies ist mit der Absorption des Photons verbunden Die Wahrscheinlichkeit der Absorption des Photons hngt von der Energie ab XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) W Austrittarbeit h W+E kin
  • Folie 13
  • 13 Wechselwirkung Photon Festkrper Ionisation von Atomen Das Photon bring Energie, die ein Atom in der Kristallstruktur ionisiert (ein Elektron wird abgerissen) Dies ist mit der Absorption des Photons verbunden Das freie Elektron verhlt sich als eine Welle, die im Material wiederum gestreut werden kann EXAFS (Extended X-ray absorption fine structure) NEXAFS - Near Edge X-ray Absorption Fine Structure XANES - X-ray Absorption Near Edge Structure
  • Folie 14
  • 14 Wechselwirkung Photon Festkrper Rntgenfluoreszenz Das Photon bring Energie, die ein Elektron im Festkrper anregt Dies ist mit der Absorption des Photons verbunden RFA (Rntgenfluoreszenzanalyse) Das registrierte Energiespektrum enthlt die spektralen Linien der Atome im analysierten Material
  • Folie 15
  • 15 Wechselwirkung Photon Festkrper Magnetische Rntgenbeugung Nichtresonant: Streuung der Rntgenstrahlung an Spinmomenten Resonant: Effekt der magnetischen Austauschaufspal- tung unbesetzter Zustnde in der Nhe der Fermi-Kante (resonante Austauschstreuung)
  • Folie 16
  • 16 Wechselwirkung Photon Festkrper Elastische Rntgenbeugung und Rntgenstreuung (Thomson) Nichtelastische Rntgenstreuung (Compton) Absorption des Photons Photoeffekt EXAFS, NEXAFS, XANES Rntgenfluoreszenz Magnetische Rntgenbeugung Zusammenfassung
  • Folie 17
  • 17 Wechselwirkung Neutron Festkrper Neutron Atom Elastische Neutronenstreuung Wechselwirkung zwischen dem Neutron und dem Atomkern Keine nderung der Energie (und der Wellenlnge) des gestreuten Neutrons Nukleare (atomare) Neutronenbeugung und Neutronenstreuung
  • Folie 18
  • 18 Wechselwirkung Neutron Festkrper Nichtelastische Neutronenstreuung Wechselwirkung der Neutronen mit Phononen (Gitterschwingungen) (1) Neutron nimmt kinetische Energie durch Absorption des Phonons auf (2) Neutron gibt einen Teil seiner Energie an Phonon ber Untersuchung der Kristallgitter- schwingungen Energie: Impuls:
  • Folie 19
  • 19 Wechselwirkung Neutron Festkrper Magnetischer Moment des Neutrons Magnetischer Moment im Atom Magnetische Neutronenstreuung Wechselwirkung zwischen dem magnetischen Moment des Neutrons ( = 1,91 B ) und dem magnetischem Moment des Atoms Untersuchung der magnetischen Strukturen von Festkrpern Immer noch fter verwendet als die magnetische Rntgenstreuung