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Energieverluste monochromatischer Elektronen in kondensierten aromatischen Kohlenwasserstoffen.

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J. JAGER: Energieverluste monochromatischer Elektronen
147
Energieverluste monochromatischer Elektronen
in kondensierten aromatischen Kohlenwasserstoffen l )
Von JOACHIM
JAGER
Mit 11Abbildungen
Inhaltsiibersicht
Es wird uber Energieverluste berichtet, die 35 keV-Elektronen beim Durchgang durch
kondensierte aromatische Kohlenwasserstoffe erleiden.
Die Measung erfolgte mit einem elektrostatischen Geschwindigkeitsanalysatornach MOLLENSTEDT. Die Theorie derjenigen Energieverluste, die nicht durch Einelektronenaechselwirkung verursacht werden, wird kurz zusammengefaDt dargestellt. Die Verlustspektren der verschiedenen Substanzen bis 30 eV zeigen qualitativ das gleiche Verhalten. 60.. .80% der Elektronen werden gar nicht bzw. nur elastisch gestreut. Von den inelastisch geatreuten Elektronen
erleiden weniger ah 13% Energieverluste, die im wesentlichen den optischen Ubergangen in
Molekiilen und der Ionisationsenergie der Molekiile im Kristallverband zugeordnet werden konnen. Die restlichen 87% erleiden einen (breiten) Energieverlust von etwa 22 eV und einen Verlust von etwa 6eV. Diese Energieverluste lassen sich nicht durch optische Ubergange erklaren.
Wahrend der 22 eV-Verlust der kollektiven Anregung der Valenzelektronen des Kohlenstoffes und des Waaserstoffes zugeordnet werden kann, ist die Erklarung des G eV-Verlustes
unsicher. Offensichtlich wird dieser Verlust wesentlich vom kollektiven Verhalten der x Elektronen bestimmt, dem Einelektroneniibergange uberlagert sind, 90 daB eine Hybridresonanz vorliegt.
Das Fehlen der optischen Konstanten in diesem Energiebereich erschwert die Zuordnung
des G eV-Verlusts.
Mit diesen Messungen wird gezeigt, daB kollektive Verluste aucli bei organischen Molekularkristallen eine weaentliche Rolle spielen. Die den meisten radiobiologischen Arbeiten zugrunde
liegende Annahme, dal3 sich die mittleren Energieverluste geladener Teilchen auf Energieverluste in der Gasphase zuriickfuhren lassen, ist bei kondensierter Materie offensichtlich nicht
zutreffend.
1. Einleitung
Es ist bekannt. daB Elektronen beim Durchgnng durch Kristalle sogenannte
,,Charakteristische Energieverluste" erleiden [l].Die Untersuchiingen beziehen
sich im wesentlichen auf anorganische Substanzen. Vereinzelt sind auch organische
Folien (Collodium, Formvar u. &.) untersucht worden, die aber im wesentlichen
als Unterlage f i i r Aufdampfschichten dienten.
Die Untersuchung organischer Substanzen hat erst in neuerer Zeit w-achsendes Interesse gefunden. 1964 zeigten RAUTH
und SIMPSON
[2], da13 der mittlere
Energieverlust von Elektronen, die eine diinne Schicht kondensierter Materie
von niedrigem Atomgewicht durchdrungen haben, bei cinem inelastischen Stol3
1)
10*
Dissertation Math.-Nat. Fakultat der Humboldt-Universitat Berlin 1967 (Auszug).
148
Annalen der Physik
*
7. Folge
*
Band "2, Heft 314 * 1969
GO & 10 eV betragt. Dieser Wert ist der gleiche fiir Kohle, Iiohlenwasserstoffe
und Kombinationen aus Stoffen niedrigen Atomgewichts. I n den meisten radiobiologischen Arbeit,en wird ein mitklerer Energieverlust von 80.. 110 eV bei
einer Primarionisatiori angenommen [3]. Dieser Wert basiert auf der Anwendung
der BETHE-BLoCH-Gleichung fur den Energieverlust geladener Teilchen und
Nebelkammermessungen von Energieverlusten in Gasen. Dabei wird die Annahme gemacht, da13 in kondensierter Mizterie (Flussigkeiten und Festkorpern)
die Energieverluste auf den gleichen Mechanisrnen beruhen wie in einem Gas.
I m Zusammenhang mit der Erklarung der Verlustspektren durch kollektive
Effekte weisen FANO
[4] und BEDNAR[ 5 ] darauf hin, da13 die anfanglich nicht
lokalisierte kollektive Anregung, die nur eine Lebensdauer von etwa
s besitzt, eiiien wesentlichen Einflu5 auf die physicochemiwhen Effekte haben kann,
der bisher iibersehen worden ist. Die Existenz kollektiver Energieverluste in
biologischem Material zeigten JOHNSON
und RYMER[6] 1967 an Hand der Elektronenenergieverluste in Nukleinsaure (DNS).
Aufgabe der vorliegenden Arbeit ist es, die Primarenergieabsorption zu
untersuchen, die monoenergetische Elektronen beim Durchgang durch diinne
Folien organischer Kristalle erleiden.
Die kondensierten aromatischen Iiohlenwasserstroffa besitzen eine relativ
hohe Strahlenresistenz [7], so da13 sie fur diese Untersuchungen besonders geeignet sind.
An Substanzen standen uns zur Verfugung: Anthracen, Tetracen, 1 , 2 Benzanthracen, Pyren, Chrysen, 1,2-Benzpyren uncl Picen.
-
2. Zur Theorie der Energieverluste
Die Theorie der Energieverluste in Festkorpern wurde in einer Reihe von
Arbeiten [8. 101 ausfuhrlich behandelt. Dabei ist gezeigt worden, dafi das
Auftreten von Plasma schwingungen als selbstandige Anregungsmode nnabhangig davon ist, ob der Festkorper ein Metsll, ein Halbleiter oder ein Isolat,or ist,.
Einen wesentlichen Einflu5 auf die Existenz von Plasmaschwingungen hat
nur die Lage der individuellen Elektroneniibergange (Inter- oder Interbandubergange).
Unterscheidet sich die Plasmafrequenz w, von den Frequenzen fur die inclividuellen ubergange, so lafit sich die folgende Dispersionsrelat,ion fiir die kollektive Iiomponent,e der E1ektronena.nregung ableiten [lo] :
mit der allgemeinen Oszillatorenstarke
Ro,,, = En - Eo: Energiedifferenzen eines Elekt,rons bei einem Inter- bzw.
Intrabandubergang ;
et :
(&,,
:
FOURIER-Transformierte der Elektronendichte ;
Matrixelement fur den Ubergang vom Grundzustand zu den
Anregungszustanden des Valenzelektronensystems, die sich
vom Grundzustand durch den Impuls R k unterscheiclen.
J. JACER: Energieverliiste monochrornatischer Elektronen
149
Die Oszillatorenstarke f , ( k ) erfiillt, die Summenrelation [101
s
f0,W
=N
;
N : mittlere Elektronendichte.
Aus der Dispersionsrelation (1)lassen sich einige einfache Folgerungen ziehen. Wenn die Mehrzahl der Oszillatorenstarken fno mit Ubergangen verbunden
sind, bei denen wno<< w ergibt sich durch Reihenentwicklung nach w%o/wz
Durch niedrig liegende Einelektronenubergange wird die Plasmafrequenz nach
hoheren Wcrten gegenuber ihrer Frequenz bei freien Elektronen verschoben.
I m entgegenges2tzten Fall, wenn die Mehrzahl der Oszillatorenstarken f d
mit Obergiingen verbunden ist, fur die w,,,
0 kann die Dispersionsrelation
nicht erfullt werden - die Plasmaschwingungen als selbstiindige Anregungsmoden treten nicht auf.
Liegt die Mehrzahl der Oszillatorenstarken bei Obergangen mit on,M w , so
ist eine Unterscheidung zwischen kollektivem und individuellem Verhalten unklar. Dann treffen aber auch die Voraussetzungen fur die Ableitung von (1)nicht
niehr zu, welche zu den Plasmaschwingungen als selbstandigen Schwingungsmoden fuhrten; z. B. wird die random phase approximation nicht mehr anwendbar
sein. Es ist zu erwarten, daB in diesem Fall die Plasmaschwingungen stark gedampft sind und betrachtliche Frequenzverschiebungen vorliegen. Eine Losung
des Problems steht noch aus [lo].
I m Grenzwert k = 0 sind die Oszillatorenstarken gerade die opt,ischen
Oszillatorenstiirken. Wahrend die optischen Oszillatorenstiirken die Kopplung
zwischen transversalen Wellen und den Elektronen beschreiben, beschreiben die
fOn ( k ) die Kopplung zwischen longitudinalen Wellen und den Elektronen. Im
Grenzfall k = 0 sind in einem isotropen Medium beide gleich. Da fur die Dielektrizitatskonstante bei der Frequenz o die Gleichung gilt
>
& ( O )=
1-
4ne2
-2
nL
tlm
pr&n
ergeben die Nullstellen von E (0) die Plasmondispersionsrelation aus den optischen Daten.
Der enge Zusammenhang zwischen den optischen und den Plasmaeigenschaften eines Festkorpers wurde zuerst von HUBBARD,
FROHLICH,PELZER
und FANO
[ 1 2 . . . 1 4 ] gezeigt.
Fur den differenziellen Wirkungsquerschnitt pro Volumeneinheit fur die
Streuung eines Elektrons in den Raumwinkel d 0 beim Streuwinkel 8 mit einem
Energieverlust f i ergibt
~ ~ sich [15]
a, = h2m-1e-2: BoHRscher Radius,
E : Energie des einfallenden Elektrons.
Annalen der Physik
150
*
7. Folge
*
Band 22, Heft 3/4
*
1969
G1. (3) lxschreibt die inelastische St'reuung unabharigig voni Streumechanismns.
Erst die Kenntnis der Dielektrizitatskonstanten (in den entsprechenden Frequenzbereichen) erlaubt eine Entscheidung uber die Kz.tm des Verlustes. Der
Wirkungsquerschnit#t fiir die Absorption elektromagnetischer St'rahlung ini
Festkorper ist bekanntlich N E ~ . Den Maxima von E~ entsprechen die BandRand-Obergange bzw. Intrabandubergange. Rei der Streuung von Elektronen
ist clie Int>ensitatdieser Verluste urn den Pakt,or (E:
&;)-l
recluziert. Wie oben
= E, = 0.
gezeigt wurde, ist fur kollektive Verliiste E = 0, d. h.
Vergleicht man also das Energieverlustspektrum von Elektronen bei Streuung
i n kleine Winkel (k + 0) niit den optischen Konst'anten
+
El
+ ie, = + ix)2,
(71
n : Brechungsindes ; 31 : Absorptionskoeffirient,
so li13t eich entscheiden, ob es sich um individuelle (e2 Maximum) oder kollekt'ive
Verluste ( P ~= e2 = 0) handelt. Bei der Anregung kollektiver Schwingungen ist
der Strenwinkel 0 sehr klein, da die Wellenlange der Plasmaschwingungen in
Richtung kurzer Wellenlangen begrenzt ist. (Bei Wellenlangen von der Gro13enorclnung cles mittleren Abstancles zweier Elektronen ist es gegenst,andslos, von
lrollektiven Schwingungen zii spiechen).
Rei einer Energie der einfallenden Elektronen von 35 keV und einer mibtleren
Elektronandichte N m loz2erhalt man
Onlax <
rad.
(4)
Die Elektronen werden also bei Anregung kollektiver Schwingungen nur in sehr
kleine Winkel gestreut, wie nuch experimentsellnachgewiesen worden ist [ 161.
5.1. Oborlliichenverluste
AuRer diesen sog. Volumenverlusten treten noch Oberflacheneffekte auf, die
zu weiteren Verlusten - den Oberflachenverlusten fuhren konnen.
Diese sollen hier nur kurz erwahnt werden, da sie bei der von uns angewendehen MeBniethode nur eine untergeordnete Rolle spielen. Von wesentlichem Einflu13 sind die Oberflacheneffekte bei Reflexionsmessungen [17].
Verhilt sich der Iiristtlll wie ein freies Elektronenplasnia und besitzt das
sngrenzende Medium eine reelle konstante Dielektrizitatskonstante E , so ergibt
sich fur die Frequenz der Oberflachenschwingungen [ 13
(0,-
=
VTT&
*
Befindet sich speziell der Iiristall im Vakuum, ist
Das gilt allerdings nur fur dicke Folien, wo die Wechselwirkung zwischen den
Oberflachenschwingungen der beiden Grenzflachen vernachlassigt werclen kann.
Wie STERNund FERRELL
[18] zeigten, hat diese Wechselwirkung niir einen Einflu13 bei Foliendicken der GroBenordnung 10 nm. Die Intensitat der Oberfliichenverluste ist bei dickeren Folien unabhangig von der Folienclicke, wahrend die
Volumenverluste der Foliendicke direkt proportional sind.
J. JHCER:Energieverluste monochromatischer Elektronen
151
3. Versuchsanordnung und Durchfiihrung
Zur Analyse der gestreut,en Elektronen wurde ein elektrost,at,ischer RnsrgiPanalysator nach MOLLENSTEDT[ 191 verwendet, der in ein Elektronenmikroskop
ELM1 D 2 (VEB Carl Zeics) eingebaut wurde.
Abb. 1 zeigt den Strahlengang im Energieanalysator. Irifolge des chroniat iwhen Fehlers der elektrostatischen Linse durchlaufen Elektronen verschiedener
Energie auch bei sonst gleichen Einfallsbedingungen in der Linse verschiedene
Bahnen. I n cler Bildebene beobachtet man daher eine spektrale Zerlegung.
Abb. 1.Anelysatoreinheit. links: Aufsicht ;
rechts: Strahlengang
Die Auflosung wird von der Qualitat des Feinspaltes, der bis auf etwa 11-1
geschlossen werden werden muB, stark beeinflufit. Aus Metal1 geschliffene Spaltbacken fuhrten nicht zu dem gewiinschten Erfolg; deshalb wurden auf die Spaltbacken Quarzfaden von etwa 20 p Durchmesser mit in hhylalkohol gelostem
Schellack aufgekitt,et und anschlieBend im Hochvakuum dlseitig mit Chrom
und anschliefiend mit Silber bedampft [20].
An Stelle der Iiontaktzufiihrung fur den Stigmator wurde eine Vorrichtung
angebaut, die das Einstellen des Spaltes wahrend des Betriebes gestat,tet,e.
Der Spalt kann wahrend des Betriebs aus dem St,rahlengang gezogen werden. so
daD elektxonenoptiwhe Obersichtsbilder in 1OOOfacher VergroBerung auf dem
Leuchtschirm beobachtet werden konnen.
Tritt ein monochromatjscher Elektronenst,rahl in das Linsensystem ein und
verringert man in Schritken von einigen Volt das Kathodenpotential, so erhLlt
man Linien in der Bildebene, die photographisch registriert werden konnen und
als Eichmarken fur ein Energieverlustspektrum dienen konnen. Eine Veranderung des Kathodenpotentials wiirde aber die Fokusierung des Strahlsyst~emsbeeinflussen. Deshalb wurde die Eigenschaft des elektrostatischen Linsensystems
ausgenutzt,,daD die Brechkraft nur vom Verhaltnis der Beschleunigungsspannung
Ug zur Linsenspannung U L abhingt. Der Erniedrigung der Linsenspsnnung um
C y entspricht also bis auf Fehler zweiter Ordnung ( U v< U u = U L ) eine E r hohung des Iiathodenpotentials. Deshalb wurde das Hochspannungskabel zur
Linsenstromversorgung aufgetrennt und eine zusiitzliche Spa.nnungsquelle
(Anodenbatterien)in Reihe geschaltet. Zur Erreichung einer gunstigen Brechkraft
der Analysatorlinse wurde das Verhaltnis R = ( U , - UL)/U, fest auf 0 , l eingestellt [21]. Mit e h e r zusatzlichen variable11 Spannung U v knnn das Linsenpotential kontinuierlich vera.ndert werden.
Bringt man in Hohe der Photoplatte einen wsiteren Spalt an und stellt bei
U v = 0 den Nullpeak des Energiespekt,rums (d. h. clen Peak der gar nicht bzw.
152
91inalen der Pliysik
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7. Folge
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Band 2%.Heft 3/4
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1969
nur elast,isch gest,reuten Elekt,ronen) auf diesen Spalt ein? so mandert bei kontinuierlicher Erriiedrigung des Linsenpot,ent,ials das Verlustfspelitrum iiber den
zweiten Spalt hinweg und kann durch geeignete Methoclen registriert werden.
Der Strahl bleibt immer im Teiestrahlengang - es findet keine Verbreiterung
statt [22]. Die variable Zusatzspannung wurde einer Anodenbat>terieuber ein
zehngangiges 100 kQ-Wendelpotent'iometer ent,nommen. Das Pot,entiometer ist,
mit einem Synchronmotor (1 U/min) gekoppelt'. Die Registriereinricht,ung be&and aus dem oben erwahnt#enSpalt (Breit8e0 , l m m ; Lange 10 mm) in Hohe
der Phot,oplatte, tlarunter befindet sich ein Sekundarelekt~ronenvervielfacher
(M 10 FS 25, VEB Carl Zeiss). Auf diesen wurde ein Szintillatorkrist,all (CsJ (TI)),
Dicke 3,2 mm, Durchmesser 1.5 mm. niit Silikonfett. aufgekittet.. Zur Herabsetzung des Dunkelstroms und der Dunkelst,romschwank~in~en
des SEV wurde dieser rnit einem Iiiihlmant,el umgeben, durch den mit I<ohlensaureeis gekiihlter
Methylalkohol gepumpt wird. Mit einem Thermostaten wurden Temperaturen
von - 50 "C aufrechterhahen. Die Anordnung zeigt Abb. 2. Sie wurde an Stelle
der Phetokassette in das Mikroskop eingebaut, befindet sich also im Hochva-
Abb. 2.
Registriereinriclitul7g a n Stelle
Photokassette links sind die
schliisse fur die Kiihleinrichtur
sehen (die Xbdeckplatte mit
Spalt ist abgenommen)
kuum. Als Verstarker benutzten wir ein Schwingkondenslttorelektrometer VAJ 51
bzw. VAJ 52 (VEB Vakutrcnik, Dresden) und zur Registrierung einen 10 niV
Kompensationsbandschreiber (VEB Geratewerk, Magdebnrg). Den Aufbau
der gesamten Anlage zeigt Abb. 3. Der Papiervorschub des Schreibers ist direkt
proportional der h d e r u n g von Uv.Wir erhalten also unmittelbar das Verlustspektrum. Abb. 4 zeigt die so aufgezeichneten Intensitatsverteilungen des Primarstrahls ohne Praparat. Die Hnlbwertsbreite betxagt m 1eV.
Urn die Proben keiner zu hohen Strahlenbelastung auszusetzen, anclerten wir
UIr um 10 V/min. Die Aufnahme eines Verlust8spektrumsbis 30 eV dauerte also
3 min.
Wegen der groBen Intensitatsunterschiede zwischen dzm Nullpeak und den1
Verhistspektrum m d t e die Empfindlichkeit des Verstarkers wahrend der Messung verandert werden, was eine Registrierung selir niedrig liegender Energicverlust,e verhinderte.
153
J. J-~CJER:
Energieverluste monochromatischer Elektronen
Ihrem Aufbau nach ist die Anlage nur zur Untersuchung der Streuung in
Vorwartsrichtung geeignet. Bei einem Kontrastblendendurchmesservon 0,1. mm
betzagt die Apertur etwa 5 .
I- -
r
m
I
1
I
-I
-
J \
Abb. 3. Prinzipieller Aufbau der gesamten Anlage
Abb. 4. Nullpeaks ohne
Praparat bei verschiedenen
Strahlstromstarken
Bei Anregung von kollektiven Schwingungen werden die Elektronen aber
nur in einen kleinen Winkelbereich gestreut. I m Verlustspektrum erscheint also
(bei kollektiven Verlusten) der iiber den ganzen Rrtumwinkel integrierte Verlust.
Gearbeitet wurde mit einer Beschleunigungsspanniing von 35 keV. Die Strahlstronitlichte in Hohe des Priiparates betrug (je nach Praparatdicke) lo4 bis
3 0-5 A . cm-2. Bei Stellung Breitfocus wurde auf dem Priiparat eine Flache von
7.
mm2 ausgeleuchtet. Bei der Aufnahme eines Verlustspektrums wurde
das Praparat also mit einer Dosis von 2,4 10" - 2,4
A . s . cm-2 bestrahlt (einschliefllich der Zeit, die im Mittel zum Justieren erforderlich war.)
Die Messungen der Absolutwerte des Stromes erfolgten mit einem FARADAYBafig, der a n Stelle des SEV eingesetzt werden konnte.
Wir haben von jedem Praparat mehrere Verlustspektren aufgenommen, urn
festzustellen, ob eine Abhtingigkeit des Spektrums von der Bestrahlungsdosis
vorliegt. Bis zu einer Dosis von
A . s cm-2 konnte keine signifikante h d e rung des Verlustspektrums beobachtet werden. Die beobachteten Intensitatsanderungen sind offensichtlich auf Dickenanderung des Praparats zuriickzufiihren [B],
die auch ron uns gemessen wurde.
Da der Signalstrom in der GroBenordnung 10-lo A lag, machte sich das Rauschen des SEV storend bemerkbar. Auch die Kuhlung konnte dieses Rauschen
nur herabsetzen aber nicht beseitigen. Um zu gesicherten Aussagen zu kommen,
wurden nur die Absorptionspeaks gewertet, die auf mehreren Verlustspektren
reproduzierbar gleichzeitig auftraten. Eine abereinstimmung auf allen Proben
konnte nicht erwartet werden, da bei Proben grol3er Dicke die Intensitat so
gering war, daB nur die Grobstruktur der Spektren registriert wurde.
-
-
154
Annalen der Physik
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7. Folge
*
Band 22, Heft 3/1 * 1969
4. Herstellung der Prlparate
Fiir unsere Unt'ersuchungen sind nur Priiparate geeignet,, die eine Dicke in
der GroBenordnung 100 n m hitben. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schicht
freitragend vorliegt und sich nicht auf einer Unterlage befindet, da sich die
Verlustspektren zweier Medien nicht nur addieren, sondern auch zusatzliche
Effekt,e an den Grenzflachen auftreten. AuBerdcm zeigt sich, daB aufsublimierte
Schicht,en fur unsere Untersiichungen zu dick waren. Folgende Methode erwies
sich alr: brauchbar : die Substanzen werden in Toluol oder Benzol gelost (etwa
1 mglml). Von dieser Losung wird ein Tropfen auf destilliertes Wasser einer Temperatur von etwa 60 "C aufgebracht (bei hoheren Witssertemperaturen bildeten
sich keine zusammenhangenden Flachen, wahrend bei niedrigeren Temperaturen
die Schicht,en zu dick wurden). Der Tropfen breitet sich aus und infolge der hohen Witssertemperatur verdunstet, das Losungsmittel rasch, so daB sich keine
groBen Kristalle ausbilden konnten. Da die von uns verwendeten Substarizen
alle in Blattclienforrn kriatdlisieren, bildeten sich dunne Blattchen aus, die
zum Teil Interferenzfarben zeighen. Nach Verdunsten des Losungsmittels wurden mit Net~objelit~triigern
(Maschenweit,e0,02 mm) geeignet erscheinencle Blattchen aiifgefischt und im Exsiccator mit Phosphorpentoxyd mindestens 24 h
gebrocknet,. Bei herausgezogenem Feinspalt konnten die Proben auf dem Leucht schirm bei 1OOOfacher VergroBerung betrachtet werden. Geeignet,e Felder, die
homogene Verteilung aufwiesen, wurden fur die Analyse ausgewahlt. Die Auswahl erfolgte unmittelbar vor Aufnahme der Spektren.
Wegen der Kleinheit der Objekte konnte keine interferometrische Dickenbestimmung durchgefuhrt werden. Die Dicke wurde deshalb aus den1 Verhaltnis
IojZ nach [24] abgeschatzt, Io: Intensittattdes Primarstrahls, I : 1ntensit.iit des
Nullpeaks mit Praparat).
A m der Form der Kristalle der von uns untersuchten Substanzen folgt., daB
rliese senkrecht zur LI, b-Krista,llehene durchstrahlt wurden.
5. MeSergehriisse
Die Ahb. 5 . . e l l zeigen die gemessenen Verlustspektren. Die Dicke der Probeii lag in der GroBenordnung 100nm. Die Unt,erschiede in der Ahsolut,intensitat
hei den einzelnen Spektxen fiihren wir auf Dickenunterschiede zuriick, auf sie sol1
nicht weit,er eingegangen werden.
Die gest,richelt eingezeichneten Kurven ergeben sich aus dem Intensitiitsverlauf ohne Praparat und dem angenommenen Anstieg zum Verlustmaximum
bei
23 eV. Ferner ist strichpunktiert der Verlaiif der Grobstrukt>urcler Ver1iist.spektren eingezeichnet. I m Bereich zwischen 3 eV und G eV sind die UVAbsorptionsspe.kt,ren eingefiigt, die von den gleichen Substanzen mit dem UVSpektrometer Unicam SP 800 aufgenornmen wurden. Dabei lagen alle SubstanZen. his auf Picen. clas in Chloroform gelost war, in alkoholischer Losung vor.
Die Kurven sind so normiert, dab der Nullpeak (in willkiirlichen Einheiten)
den Inteiisitat.swert, 1000 besitzt. Der qualitative Kurvenverlauf ist bei alleri
Substnnzeri der gleiche. G O - . . 80% cler Elektronen werden gar nicht bzw. nur
elnst,isch gestreut ; die Hohe der Verlustpeaks liegt ein bis zwei GroBenordnungen
unt,er der des Eullpeaks. I n der Grobstruktur zeigt sich ein Verlustmaximum
i-wischen 5 eV und 7 eV, das beim doppelten Wert noch einmal angedeutet, ist,
und ein (sehr breites) Verlustrnasimum bei 2 1 . . . 2 3 eV. Bei 40 eV frat bei dickeN
155
J. J ~ G E Energieverluste
R:
monochromatischer Elektronen
ren Proben ein weiteres Maximum auf, das dem Zweifnchverliist, von N 22 eV
entspricht. Diese Grobstxktur ist uberlageit von einer Feinstruktur.
In Tab. 1 -.7 sind die Energiewerte der Feinstruktur- und des 20 eV-Peaks
zusammengestellt, die sich auf Grund des oben dargestellten Verfithrens aus der
Tabelle 1
Anthracen
Energieverlust [eV]
3,2 & O,?
3,5 f 0,1
I
,
I
jlev [nm]
387
354:
;;
;;
Auv [nml
3751
356 p-Bande
339
324)
5,2 f 0,2
214 & 7
22,2 & 1,2
56* 3
*) Ionisationsenergie (zitiert nach [%I).
5,8 -j=
0,2
218
5,GR eV (Kristall)* i
lntensitat
[willk. Einhl
1 t 7ooo
a
Tetracen
~
0
20 25 30
Energieverlust V]
5
10
15
0
5
10 15 20 25
Energieverlust[ev]
30
Abb. 5
Abb. G
Abb. 5. Verlustspektrum Anthracen, reinst ,,Kahlbaum", VEB-Schering, Berlin
Abb. 6. Verlustspektrum von Tetracen, unbekannte Reinheit (das UV-Absorptionsspektrum
zeigte - bis auf einen Peak bei 211 nm - ein reines Tetracen-Spektruni; auf eine Reinigung
wurde verzichtet)
156
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~
2,3 f 0,2
539
2 ;;
443 f 1G
:;!}p-Bande
4,7 f 0,1
2G4 f
394
293 a‘-Bande
/I-Bande
5.0 & 0.1
$3
0,l
248 f
2331 f
2,s
*
0,l
*
L ”
*)
lntensitat
[willk. Einhj
0
5
R.
471
5,7 f o,2
7,6 & Q,2
11.2 & 0,3
“3,2 5 0.8
Fullnote Tabelle 1
217 f
163
112 &
33 f
zi:}
5,2G eV (Kristall) *)
5,38 eV (Film)
211
&
1-2 Benzanthracen
15 20 25
Energieverlust&]
70
30
-4bb. 7. Verlustspektrum von l-2-Benzan
thracen, Arro-Chemie, Berlin
I
0
5
70
15
20 25 30
Energieverfust[ev]
Abb. 8. Verlustspektnini von Pyren, %o’,
pract., Fluka AG., Buchs
Gesanitzahl der Messungen ergaben. Durch dieses Verfahren wird eine ganze
Anzahl von Verlustwerten, die zwar bei vielen Kurven a ~ f t ~ r a t e aber
n , nicht
gleichzeitig mit den in der Tabelle aufgefuhrten, unberuckdchtigt gelassen.
Spalte 1 gibt die Verlustwerte in eV an, Spalte 2 diese Werte unigerechnet in
TVellenlangen und die letzte Spalte die aus den UV-Spektren erhalteuen Werte
fur die Ab.sorptionsmaxima nach der CLARschen &omenklatur [20] und - soweit bekannt - die Ionisationsenergien.
157
J. JAGER: Encrgieverluste monochroniatischer Elektroneii
Tabelle 3
1-2-Benzanthracen
Energieverlust [eV]
3,2
l e v [nml
* 0,2
383 a-Rande
357
p-Bande
315
4- fG
387 22
3,8 f 0,2
32G
"'}
2 ;:
267 /j-Bande
*
4,7
0.2
5.7 & 0,l
256
5,G3 eV (Kristall)*)
264
11
217i 4
200 i. 3
543 2
6 2 f 0,1
23,1 f 0,7
*) s. FuBnote Tabelle 1.
Tabelle 1
Pyren
Energieverlust [eV]
~~
2,7 i 0 s
:,4
3,7 & 0,2
334
y-Bande
293
4,8
0,3
252
gi:}
5,4 f 0.2
F.Bande
.5,81 eV (Kristall)*)
208 Y-Bande
6,1 & 0,2
$,2 5 0,2
7,6 f 0.2
11,2 & 0,7
22,4 & 1,0
*) s. FuRnote Tabelle 1.
Tabelle 5
C 11r y s e n
Energieverlust [ev]
1
l e v [nml
i
h v [nml
~
323 f 0,1
4,8 40,2
5,3
* 0,l
326 + 9
- 8
258 1 2
- 10
231k 4
+
320 ?J-Bande
P-'Bande
5,73 eV (Kristall)*)
111
5 8 f 0,3
7,1 f 0 2
8,4 f 0,2
23,2 f 0,7
*) s. FuRnote Tabelle 1.
2145 7
175 -j=5
148& 4
158
Annalen der Physik
*
7. Folge
* Band 22, Heft 3/4 *
1969
Intensitat
[willk. Einhj
Extlnktion
70 -
\-----I
Energieverfustbfl
Abb. 9. Verlustspektrum von Chrysen,
schwefelfrei, puriss., Fluka AG., Buchs
Abb. 10. Verlustspektrum von l-2-Benzpyren,
rein, Arco-Chemie, Berlin
Tabelle G
1-2-Benzpyren
Energieverlust [eV]
4 i;
2,2 & 0,l
564
37G& 12
3,3 i 091
E
1
377 a-Bande
366 nach [30]
3571
318
275 & G
258
+ 11
- 10
230& 9
197 &
185&
95f
52*
*
G,3 f 0,l
6.7
0,l
13,l f 0,2
23,G f 0,8
b-03
t 1000
Picen
20 10 -
I,
'.- _ _ _ _ - - '
I'
4
3
2
2
257
237
2231 8'-Bande
2171
159
J. JAGER: Energieverlustemonochromatischer Elektronen
Tabelle 7
Picen
Energieverlust [eV]
~~
3,9
5 0,3
4,5 & 0,2
318
2 ii
276 & 12
248 & 10
203 f G
182& 5
175+
1695
87%
53%
??!
} p-Bande
305
259
6
4
2
1
6. Diskussion der Meflergebnisse
Zur Erkliirung der Elektronenenergieverluste st8ehenfolgende Moglichkeiten
ziir Verfiigung : individuelle Wehselwirkung, kollektive Wechselwirkung und die
diirch das gemeinseme Auftreten der vorgenannten Mechniiiernen entstehenden
Verluste.
6.1. Individuelle Wechselwirkung
Aus einer groI3en Zahl verschiedener Messungen ist, bekannt, daS die Molekiile der aromatischen Kohlenwasserstoffe in einem Molekularkristall nur sehr
schwach untereinander wechselwirken. Wir gehen davon aus, daB sich die Eigenschaften eines Molekularkristalls aus den Eigenschaften der isokierten Molekule
beschreiben lassen. Das Verlustspektrum miil3te dann mit dem Verlustspektrum
an Molekulen in der Gasphase ubereinst,immen. Verlustspektren an aromatischen
Kohlenwasserstoffmolekulen sind leider nicht bekannt. Die UV-Absorptions spektren liefern Hinweise bis zu etwa ti eV. Das Auftreten der Feinstruktur im
Verlustspektrum laSt darauf schlieBen, daS diese den optischen ubergiingen
entspricht. Die in den Tab. 1 -.a 7 in Spalte 2 eingetragenen Absorptionspeaks
gestatten z. T. eine eindeutige Zuordnung zu den bekannten optischen Werten
(Spalte 3), wenn man noch berucksichtigt, daS die lengwelligste Linie einer
Bande am intensivsten ist. Da durch ElektronenstoB auch diejenigen Vbergiinge
angeregt werden, die auf Grund der Auswahlregeln bei der Wechselwirkung mit
elekt,romagnetischer Strahlung verboten sind, kann da8 Verlustspektrum noch
ziisatzliche Absorptionsmaxima gegeniiber den UV-Spektren enthalten.
Die Ionisationsenergien in der Gasphase sind z. T. aus massenspektroskopischen Untersiichungen bekannt [ 2 T ] . Es ist an dieser Stelle zu bemerken, daO
bei massenspektroskopischen Untersuchungen die Haufigkeit des Aiiftretens von
Rruchstiicken ixn Vergleich zum Auftreten von Molekulionen iiuI3erst gering ist
- ein weiterer Hinweis auf die Stabilitat aromatischer Kohlenwasserstoffe
gegeniiber Bestrahhmg. Die Werte der Ionisationsenergien im Kristall, die (soweit bekannt) in den Tab. l . .. 7 in Spalte 3 aufgefuhrt sind, liegen erwartungsgemiiI3 niedriger als beim isolierten Molekul; sie ordnsn sich (mit Ausnahme von
Pyren, wo sie innerhalb der p'-Bande liegt) sehI gut in das Verlustspektrum ein.
Fur Enegiewerte groI3er als 6 eV muB auf einen Vergleich mit optischen Ab-
160
Annalen der Physik
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7. Folge
*
Band 22, Heft 3/4
*
19W
sorptionsspektren vollstandig verzichtet werden, da diese nicht bekannt' sind.
Es kann also keine Aiissage daruber gemacht werden, ob die Energiewert,e in der
Feinstruktur optiachen ubergiingen in hoheren Energiebereichen zuznordnen sind.
oder ob es sich hierbei um Mehrfachverluste eines Elektrons handelt. Da unt.er
Voraussetzung einer POISSON-Verteihng fur das Auftreten von Mehrfachrer1 d '1
lusten die Wahrscheinlichkeiten fur einenn-fachen Verlust P - = - - e-dl.'
?&!(A>
ist ( d : Schichtdicke, A : mittlere freie Weglange) [14b], benotigt man zur Untersuchung VOII Mehrfachverlusten die genaue Schichtdickenabhangigkeit,. )Vie
schon erwiihnt, war eine genaue Schichtdickenmessung nicht moglich. Die Uberlagerung verschiedener Energieverluste (Anstieg zum Verlust bei etwa 20eV)
gestattet aueerdem sehr schlecht einen Vergleich der Intensitatmender hoher liegenden Verlustmaxima mit den niedrigen.
Bei der Betrachtung der kondensierten aromatischen Kohlenwasserstoffe
als ideale Molekularkristelle sind andere Energieverlustmoglichkeiten (wenn wir
von der Abtrennung ganzer Teile der Molekule absehen, was auf Grund der
massenspektroskopischen Befunde erlaubt ist) nicht vorhanden.
43
6.?. Hollektive Wechselwirkung
Bet'racht,en wir andererseit,s die Kristalle der aromatischen Kohlenwasserstoffe, die zu den organischen Halbleitern gehoren, als homogene Fest,korper, so
tritt als weitere Moglichkeit die kollektive Wechselwirkung auf.
Wir bezeichnen im folgenden den in allen Spektren auftretenden maximaleii
Verlust'peak in der Grobst,ruktur bei -22 eV mit ,,20 eV-Verlust" urid das relative Maximum in der Grobstruktur bei 6 . 7 eV mit ,,G eV-Verlust,".
Die Grobstruktur der Spektren ist lhnlich dem Spektrum, das fur reinen
Kohlenstoff erhalten wurde [28]. Dort erhielt man einen breiten Verlustpeak
zwischen 19,8 und 24,7 eV und e.inen niedrigeren Verlustpeak zwischen 5,8 und
7 , 2 eV je nachdem, in welcher Form der Kohlenstoff vorlag. Der 'i,2 eV-Verlust
in Graphit wurde als Anregungsenergie der kollektiven Schwingungen der zElektronen inherpretiert [29], die sich relativ frei in den Ebenen des Grayhit.gitters bewegen konnen ; wahrend der ,,20 eV-Verlust" von allen Valenzelekt,ronen der Kohlenstoffat,ome heIruhrt.
(F-'"')
und ahnlichen Poly\./
. n
meren mit 20 keV-Elektronen wurden ebenfalls die ,,6 eV-Verlust'e'' uiid die
,,20 eV-Verluste" gemessen [30]. Der breite ,,20 eV-Verlust" tritt bei allen (bisher
gemessenen) organischen Verbindungen auf (s. z. B. [31]), unabhangig davon.
ob es sich u m aromatische oder aliphatische Verbindungen handelt.
Bei dcr Deutung der Verlustspektren anorganischer Verbindungen koniite
zum Teil eine sehr gute Ubereinstimmung mit dem Experiment erzielt werden.
wenn man, ausgehend vom freien Elektronenmodell, alle Valenzelektronen der
an der Verbindung beteiligten Atome als frei betrachtet [ll]. ubertragt, man
diese Methode auf die von uns untersuchten Verbindungen, betrachbet, die vier
Valenzelektronen des Kohlenstoffs und das eine des Wasserstoffs als frei, so erBei der Untersuchung von Polystyrol
halt man aus h o p = ti
vF!
die in Tab. 8 unter
fiwpbcraufgefiihrt'en
Werte.
J. JAQER: Energieverluste monochromatischer Elektronen
161
Tabelle 8
Subetenz
~
~~
~
Anthracen
Tetrecen
1-2-Benzanthracen
Pyren
Chrysen
1-2-Benzpyren
Picen
I
fihbel
[ ~ V II
fiwmxp[evI
~
19,7
19,6*)
19,6*)
19,4
19,6
19,6*)
19,5*)
22,2 & 1,2
-+
23.2
0,8
23,l f 0,7
22,4 f 1,0
23,2 f 0,7
23,6 f 0,8
23,2 f 0,6
Die experimentell gefundenen Werte sind in Spalte 2 aufgefiihrt. Die gemessenen Werte liegen alle etwas hiiher als die berechneten. Der gleiche Effekt
tritt auch beim Polystyrol auf (tiwpber = 18,3 eV; tiw,,, = 19,2 eV). Aus (2) ist
bekannt, daB niedriger liegende Interbandiiberglnge die auf Grund des freien
Elektronenmodells berechnete Plasmafrequenz nach hoheren Werten rerschieben.
Wir schlieDen daraus mit anderen Autoren [32], da13 der ,,20 eV-Verlust"
der kollektiven Anregung aller Valenzelektronen entspricht. Dem ,,20 eV-Verlust" entspriiche nach ein Oberfliichenverlust bei etwa 16 eV. I n diesem Energiebereich wurden von uns keine ausgeprlgten reproduzierbaren Verluste gemessen,
so daB wir hieriiber keine Aussage machen kiinnen.
Schwierig ist die Interpretation des ,,6 eV-Verlustes". I n den von uns untersuchten Substanzen ist die Annahme einer freien Beweglichkeit der n-Elektronen nicht vorauszusetzen. AuBerdem liegt in unmittelbarer Umgebung dieses
Verlustes Einelektroneniiberginge, welche eine theoretische Behandlung der
getrennten individuellen und kollektiven Anregungen als selbstindige Anregungsmoden erschweren, wenn nicht ganz unmiiglich machen a. Abschn. 2. AuDerdem fehlen die optischen Konstanten in diesem Energiebereich, so da4 ein unmittelbarer Vergleich mit der dielektrischen Theorie auch nicht miiglich ist.
Wir wollen uns deshalb a d qualitative Aussagen beschrinken. Aus den UVAbsorptionsspektren ist ersichtlich, daI3 bei Wellenlilngen von 200 nm (6,2 eV)
keine Absorption i n den Einzelmolekulen stattfindet. Diese Tatsache gestattet
zwar keine Aussagen uber Energiebereiche hiiher ale 6,2 eV, aber in den Verlustspektren ist (bei Anthracen und Tetracen) bereits im Bereich um 6 eV das
Maximum des ,,6 eV-Verlustes" erreicht bzw. ein starker Anstieg zu diesem
Maximum vorhanden (bei den anderen Substanzen). Daraus llBt sich schlieBen,
da4 es sich bei dem ,,6 eV-Verhist" nicht urn rein optjsche UbergLnge handeln
kann.
A n t h r a c e n u n d T e t r a c e n (Abb. 5 und 6)
Der ,,6 eV-Verlust" liegt sehr niedrig, bei 5,8 eV. Bei niedrigeren Energiewerten ist kein weiteres relatives Maximum in der Grobstruktur vorhanden.
Die UV-Spektren zeigen starke Absorption bei 5,7 eV und 5,86 eV (Anthracen)
bzw. 5,86 und 4,52 eV (Tetraoen). AuSerdem liegen die Ionisationsenergien mit
11
Ann. Physlk. 7. Folge, Bd.22
162
h l e n der Physik
*
7. Folge
* Band 22, Heft 3/4 *
1969
5,65 eV bzw. 5,3 eV im gleichen Energiebereich. Eine Zuordniing des Maximums
zu einem bestimmten Verlustmechanismus ist hier also nicht miiglich; offenbar liegt eine ausgepragte Hybridresonanz zwischen kollektiven Schwingungen
der n-Elektronen und individuellen Ubergiingen vor wie bei Polystyrol [29].
1 , 2 - B e n z a n t h r a c e n (Abb. 7)
D e r ,,6 eV-Verlust" liegt bei 6,9 eV. Ein weiteres (schwach auagepriigtes)
Maximum liegt davor bei 5,7 eV.
Die Energiewerte der W-Absorption liegen mit 5,5 eV nicht im gleichen
Bereich. Auch die Ionisationsenergie liegt um 1eV darunter bei 5,68 eV. Es
zeichnet sich also die Moglichkeit ab, das schwache Maximum bei 5,7 eV den
indivudellen ubergiingen zuzuordnen, wiihrend der Verlust bei 6,9 eV wesentlich
von kollektiven Effekten herriihren diirfte.
P y r e n (Abb. 8)
Der ,,6 eV-Verlust" liegt ebenfalls bei 6,9 eV; ein weiteies relatives Maximum
zeigt sich bei etwa 5 eV. Der Abstand zum kurzwelligen Maximum in der WAbsorption bei 5,14 eV betriigt knapp 2 eV und der Abstand zur Ionisationsenergie 1,l eV. Die Zuordnung des relativen Maximums um 5 eV zu den optiwhen Obergiingen und des 6,9 eV-Verlu-~tes
zu wesentlich kollektiv bestimmten
gbergtingen ist hier sehr wahrscheinlich gemacht.
C h r y s e n , 1 , 2 - B e n z p y r e n u n d P i c e n (Abb. 9...11)
Diese drei Substanzen zeigen weitgehende ubereinstimmung. Die ,,6 eVVerluste" bei 7,2; 7,O und 7,3 eV liegen in groIJem Abstand von den kurzwelligeii
Maxima in den UV-Absorptionsspektren bei 5,56 eV, 5,7 eV und 4,38 eV. Bei
diesen Energiewerten liegen auch weitere relative Maxima in der Grobstruktur
der Spektren. Die nur von Chrysen bekannte Ionisationsenergie liegt mit 5,73 eV
ebenfalls um 1,5 eV unterhalb des ,,6 eV-Verhists". Ober die wahrscheinliche
Zuordnung der Verliietmaxima gilt das bei Pyren Gesagte.
Ein weiterer Hinweia auf das gleichzeitige Auf treten verschiedener Verlustmechanismen ergibt sich aus der Breite des ,,6 eV-Verlusts". Sie ist bei Anthracen am geringsten, wird bei Tetracen gr6Ber und nimmt bei 1-2-Benzanthracen
wieder ab. I n Korrelation dazu liegen die Energiewerte der W-Spektren und die
Ionisationsenergien bei Anthracen praktisch direkt beim ,,6 eV-Verlust", bei
Tetracen etwas entfernter, jedoch noch nicht getrennt, wiihrend die Trennung
bei 1-2-Benzanthraoen noch schwach, bei Pyren, Chrysen, 1-2-Benzpyren und
Picen aber deutlich ausgepriigt ist.
Setzen wir einmal voraus, daB es sich (abgesehen von Anthracen und Tetracen) bei dem ,,6 eV-Verlust" um reine kollektive Schwingungen handelt und
berechnen die Anzahl von Elektronen pro C-Atom, n,ff, die an dieser kollektiven
"
f'
( N :Dichte der
Schwingung beteiligt sind, so ergeben sich aus hop=
m
C-Atome) die in Tab. 9 zusammengestellten Werte. Wir haben die Substanzen
in 4-Ringund 6-Rirg-Verbindungen aufgeteilt. Aus dieser groben Abschiitzung
ergibt sich, daB (unter der oben gemachten Vorauwetzung) etwa die Hlilfte der
n-Elektronen als ,,freie" Elektronen argesehen werden kiinnten. Betrachtet
163
J. JZGER:Energieverluste rnonochrornatischer Elektronen
Substanz
,6 eV-Verlust"
lev1
ne!!
O,5Ba)
158
0,58
156
0,63
255
469%)
179
0.64
364
Nach [26].
') a. FuBnote Tebelle 8.
l)
man die Anzahl der freien Elektronen ala ein Mas fiir die Dichte der Peokung
der Molekiile im W a l l , so kann man dime mit dem Schmelzpunkt der Kriatalle vergleichen [33].
Deshalb sind in der vorletzten Spalte die Schmelzpunkte eingetragen. In der
Tendenz zeigt sich Obereinstimmung, wenn man die Verbindungen nech dec
Anzahl der eie aufbauenden Bemzolringe unterteilt. Ob es sich um eine eohto
11*
164
Annalen der Phpik
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Band 22. Heft 3/4 * 1969
Korrelation handelt, kann erst nach eingehenden Untersuchungen beurteilt
werden.
Der dem ,,6 eV-Verlust" entsprechende Oberfliichenverlust muate um den
Faktor l / v T niedriger liegen. I n diesem Bereich liegen aber die optischen Obergiinge, so daB iiber das Auftreten der Oberfliichenverluste auch hier keine Aussage gemacht werden kann.
Zusammenfassend l&Btsich also sagen, daB die ,,6 eV-Verluste" offenbar von
der Anregung kollektiver Schwingungen wesentlich mitbestimmt sind, wLhrend
bei den ,,20 eV-Verlusten" die kollektiven Anregungen die dominierende Rolle
spielen.
Wiihrend im niedrigen Energiebereich nur die n-Elektronen den entscheidenden EinfluB haben, sind im Bereich hbherer Energie die z- und a-Elektronen am
VerlustprozeB beteiligt.
Betracht,et man die Intensitat der einzelnen Verlustmtcuima, d. h. die Fliiche
unter den Verlustkurven und ordnet nur den ,,20 eV-Verlust" der Anregung kollektiver Schwingungen zu, so ergeben sich bei allen Substanzen nahezu gleiche
Werte fur den Anteil der inelastisch gestreuten Elektronen, die einen ,,20 eVVerlust" erlitten haben zu den Elektronen, die einen kleineren Verlust (=/=0)
erlitten haben. Setzt man die Gesamtintensitiit der inelastisch gestreuten Elektronen gleich loo%, so erleiden -87% einen ,,20 eV-Verlust", fur alle niedriger
liegenden Verluste verbleiben nur 13%. Die Abweichungen von diesem Wert betragen bei Anthracen -lo%, bei allen anderen Substanzen nur f.3yo. Der
weitaus gr6Bte Teil der inelastisch gestreuten Elektronen verliert also primiir
seine Energie auf Grund kollektiver Effekte. Die Lebensdauer der Plasmonen ist
allerdings LuDerRt gering und der iiberwiegende Teil der Schwingungsenergie geht
in Zeitriiumen der GrbBenordnung 10-15 s in Einelektronenanregungen uber
[11]2), so daB auftretende strahlenchemische Effekte sich qualitativ nicht von
denen unterscheiden werden, die bei rein individueller Wechselwirkung auftriiten.
Ganz anders liegen allerdings die Verhiiltnisse, wenn man den Wirkungsquerschnitt und den mittleren Energiebedaxf fur das Auitreten primiir individueller
Effekte aus der Energieabsorption und den strahlenchemisch bestimmt en Folgeprodukten berechnet. Geht man hierbei von Betrachtungen in der Gasphase
aus und setzt voraus, daB nur individuelle Wechselwirkung vorliegt, so liegen
die Wirkungsquerschnitte um ein Vielfaches zu hoch und ebenfalls die mittleren
Energiewerte zur Erzeugung eines Folgeprodukts.
Diese Aussagen gelten also nicht nur fur die bereits untersuchten plastischen
organischen Substanzen [2], sondern auch fur die Molekularkristalle der kondensierten aromatischen Kohlenwasserstoffe, wie in dieser Arbeit gezeigt werden
konnte.
Man geht sicher nicht fehl in der Annahme, daB dies fur alle organischen Substanzen in kondensierter Phaso zutrifft.
mbchte ich fur die Anregung zu dieser Arbeit und fur viele
Herrn Dr. PUPKE
Diskussionen danken. Herrn Ing. PETER
SCH~NFELD
danke ich fiir die techniache
Assistenz und den Herren Dr.GUYENOT
und Dr. HAHNvom VEB Carl Zeiss fur
vorbereitende Erprobungen des Gaschwindigkeitsanalysators und fur die leihweise
Oberlassung eines Endprojektivs 1:1000.
_____
*) Die E d o n der Energie in Form elektromagnetischer Strahlung betriigt untar giinstigen Bedingungen nur 1% [34].
J. JAQER
: Energieverluate monochromatiacher Elektmnen
165
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Berlin - B u c h , Institut fiir Biophysik der Deutschen Akademie der Wissenschaften zu Berlin, Forschungsgemeinschtbft Berlin-Buch.
Bei der Redaktion eingegangen am 27. Min 1968.
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