Electronic stopping and charge exchange of slow light ions in metals and semiconductors / eingereicht von: Dominik Göbl

• VerfasserIn: Göbl, Dominik
• Place / Publishing House: 2014
• Year of Publication: 2014
• Language: English
• Classification: 33.68 - Oberflächen. Dünne Schichten. Grenzflächen; 33.30 - Atomphysik. Molekülphysik; 33.05 - Experimentalphysik
• Physical Description: 183 S.; Ill., zahlr. graph. Darst.
• Notes: Zsfassung in dt. Sprache

ger: Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich insbesondere mit zwei Phänomenen der Ionen-Festkörperwechselwirkung: dem elektronischen Energieverlust und dem Ladungsaustausch. Diese beiden Phänomene wurden anhand von Experimenten in der Niederenergie-Ionenstreuung studiert.<br />Im Bezug auf den elektronischen Energieverlust wurde das Abweichen der Geschwindigkeitsproportionalität des Energieverlusts von langsamen H und He Ionen in Materialien mit Anregungsschwellen in der Bandstruktur genauer untersucht. Speziell wurde der Zusammenhang zwischen Energieverlust und energetischer Position des d-Bandes, als Beispiel einer Anregungsschwelle, behandelt. Dazu wurden Energieverlustdaten für eine Reihe von Materialen mit unterschiedlichen d-Band Anregungsschwellen gemessen. Durch Vergleich mit Berechnungen innerhalb der Dichte-Funktional-Theorie konnten überraschende systematische Unterschiede im Bremsverhalten von He und H bei Geschwindigkeiten kleiner als 0.2 atomare Einheiten festgestellt werden. Weiters zeigen sich die bisherigen Erklärungen des Anregungs-Mechanismus als unzureichend, da die Geschwindigkeit, bei der die Abweichung von der Geschwindigkeitsproportionalität auftritt, unabhängig von der energetischen Lage des d-Bandes ist. Die vorhandenen Daten deuten darauf hin, dass gerade bei He Ladungsaustausch- und Anregungsprozesse von Bedeutung sein könnten. Im Zuge dieser Experimente, wurden auch die Einflüsse verschiedener Messmethoden/-geometrien auf die dabei gewonnenen Energieverlust Ergebnisse studiert.<br />Im Bezug auf den Ladungsaustausch wurden jüngste Erkenntnisse zur theoretischen Beschreibung der Auger-Neutralisation vertieft und erweitert. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, diesen Prozess bei verschiedenen Materialien genau zu berechnen. Mit Hilfe dieses Ansatzes konnten erfolgreich bisher nicht vorhandene quantitative Daten über den quasi-resonanten Neutralisationsprozess aus Ladungsaustausch-Experimenten für He+ an einer Ge-Oberfläche gewonnen werden.<br />Dabei wurden einerseits die Beiträge der verschiedenen, gleichzeitig aktiven, Neutralisationsprozesse bestimmt, andererseits der Einfluss der chemischen Umgebung auf den quasi-Resonanten Neutralisationsprozess untersucht.<br />

eng: The present thesis is concerned with two phenomena in the field of ion-surface interactions: electronic energy loss and charge exchange.<br />These phenomena were studied in detail by means of low-energy ion scattering experiments.<br />A special focus was set on the energy loss of slow H and He ions in transition-metals, where deviations from velocity proportionality are observed for materials with distinct excitation thresholds in their band-structure. In particular the correlation between energy loss and the energetic position of the d-band was studied, since d-bands may constitute an excitation threshold. To this end, experimental data were obtained for elements with d-band offsets ranging from