Electron pair emission from surfaces upon He2+ impact

Abstract

Der Gegenstand dieser Dissertation ist die Untersuchung der Neutralisierung von He2+ an einer Metalloberfläche. Nach einem sequentiellen Modell wird He2+ zunächst in He+ und dann zu He0 überführt. Diese zwei Neutralisierungsschritte führen zu einer inkohärenten Emission von zwei Elektronen. Die Ionisierungspotenziale von He2+ → He+ und He+ → He0 sind 54.4 und 24.6 eV. Die Elektronenpaaremission resultiert daher in einem schnellen und einem langsamen Elektron. Anders ausgedrückt bedeutet dies eine sehr ungleiche Energieaufteilung zwischen den beiden Elektronen. Mittels senkrechtem Einfall von 10 eV He2+-Ionen wurde die Elektronenpaaremission von Ir(100) und Fe(100)-p(1x1)O Oberflächen untersucht, wozu ein Zwei-Elektronenspektrometer benutzt wurde. Die Zwei-Elektronenspektra haben Beiträge, die mit dem sequentiellen Modell in Einklang stehen. Zusätzlich existiert Paaremission, was nur mittels eines nicht-sequentiellen Prozeß erklärbar ist. Für diese Beiträge zeigt sich eine kontinuierliche Energieaufteilung. Eine Erklärung des nicht-sequentiellen Pfades bedarf der Berücksichtigung der Korrelation zwischen der Emission der beiden Elektronen.

The objective of this thesis is to investigate the neutralization of He2+ in front of a metal surface. According to a commonly used sequential model, He2+ is firstly converted to He+ and then to He0. Two electrons are emitted incoherently by the two correspondingneutralization steps. As the ionization potentials of He2+ → He+ and He+ → He0 are 54.4 eV and 24.6 eV, respectively, the electron pair prefers one fast electron and one slow electron. In other words, a very unequal energy sharing between the two electrons is expected. The electron pair emission, upon the impact of 10 eV normal incident He2+ ions onto Ir(100) and Fe(100)-p(1×1)O surfaces, was studied by a two-electron coincidence spectrometer. In the two-electron coincidence spectra, we have found the electron pairs can be understood by the sequential model. However, we have also found the electron pair emission can only be explained by a non-sequential process. For these events, the two electrons can share the energy available to them continuously. To explain the non-sequential process, the correlation between the two emissions should be taken into account.