Az atomi környezet hatása a rezonáns és nem rezonáns belsőhéj átmenetekre = Effects of the atomic environment on the resonant and non-resonant inner-shell transitions

Kísérleti eredményeinkből meghatároztuk 3d fémek fotonindukált KLL és KLM Auger átmeneteinek energiáit és relatív intenzitásait, a rezonáns fotongerjesztéssel kapott, a lokális elektronszerkezetet tükröző KLL spektrumokat összehasonlítottuk modellszámításainkkal. Elektronkorrelációs szatelliteket azonosítottunk a 3d fémek mért 1s fotoelektronspektrumaiban és modellszámításainkkal értelmeztük az 1s vonalak alakját. NiFe ötvözetek esetében a mért ötvözet-fém Auger paraméter eltolódásokból meghatároztuk az összetevők közötti töltésátadást, kielégítő egyezést kapva modellszámításainkkal. Módszert és programcsomagot fejlesztettünk ki az elektronvisszaszórásos kísérleteinkből kapott elektronspektrumokból a felületi rétegekben zajló elektrontranszportot jellemző fizikai paraméterek és eloszlások meghatározására, ezeket a mennyiségeket kísérleti adatainkból meghatároztuk 3d fémek esetében és alkalmaztuk a mért fotonindukált K-Auger és belsőhéj fotoelektron spektrumaink kiértékelésére és modellezésére. Új elektronszórási jelenséget (felület fölötti szórás) írtunk le, amelyet a kísérleti eredmények igazoltak. Félvezető detektorok töltéstranszport folyamatai leírására, áramjelei meghatározására 3D MC szimulációs modellt dolgoztunk ki, ez a detektorban keltett szabad töltéshordozók mozgását korlátozó folyamatokat a korábbinál részletesebben írja le. A modell érvényét és a programot Si pin fotodióda esetén korábbi kísérleti, ill. MC szimulációs diffúziós és drift adatokkal ellenőriztük. | From new experiments the energies and relative intensities of the KLL and KLM Auger transitions photoinduced from 3d metals were determined and the KLL spectra obtained using resonant photoexcitation (reflecting the effects of the local electronic structure) were compared with model calculations. Electron correlátion satellites were identified in all measured 1s photoelectron spectra of 3d metals and the 1s lineshapes were interpreted by model calculations. In the case of NiFe alloys the charge transfer was derived from the measured alloy-metal Auger parameter shifts, in a satisfactory agreement with model calculations. A method and program package were developed for determining the physical parameters and distributions - characterizing the electron transport in surface layers – from spectra of electrons backscattered from 3d metals. These quantities were applied for evaluating and modeling the measured K-Auger and core photoelectron spectra. A new electron scattering phenomenon (super surface scattering) has been described and confirmed by experiments. A 3D MC model to simulate the charge transport and to aid the derivation of current signal in semiconductor radiation detectors was developed. The model describes the processes limiting the movement of free charge carriers in the detectors in more details than other models. The model and the program was tested for Si pin photodiode, its validity was verified by earlier experimental and MC simulated diffusion and drift data

Az atomi környezet hatása erősen kötött elektronok atomi átmeneteire = Effects of the atomic environment on atomic transitions of strongly bound electronic states

3d átmeneti fémek (Cu, Ni, Co) rezonáns KLL Auger átmeneteiben rezonáns Raman folyamatokat azonosítottunk és a spektrumok alakját értelmezni tudtuk a 4p be nem töltött elektronállapotok segítségével. Eredményeink szerint a 3d elemek KLL Auger átmeneteiben a multiplett felhasadást a szilárdtest környezet csak kis mértékben változtatja meg. A Cu és Ni fémek rezonáns KLL Auger spektrumaiban kezdeti, ill. végállapoti gerjesztéseknek megfelelő szatelliteket azonosítottunk modellszámításaink és a szatellit-intenzitások fotonenergiától való megfigyelt függése alapján. Szilárd Si és Ge belsőhéj fotoelektron és KLL Auger spektrumaiban meghatároztuk a különböző módusú plazmongerjesztésekből származó járulékokat, függésüket a fotonenergiától és a kísérleti geometriától, kimutatva a belsőhéj-vakanciakeltés jelentős szerepét. Elektron-visszaszórási kísérleteinkkel és az elektrontranszport modellezésével meghatároztuk Ge esetében az elektronok rugalmatlan szórási hatáskeresztmetszetét és közepes szabad úthosszát (IMFP) széles energiatartományban. Eljárásokat dolgoztunk ki és alkalmaztunk különböző anyagoknál az IMFP felületi effektusokra történő korrigálására. Igazoltuk, hogy a rugalmasan visszaszórt elektronok spektroszkópiája alkalmas a felületi H kimutatására és a többszörös szórást figyelembe vevő szimulációnkkal kvantitatíve értelmeztük a polietilénről rugalmasan visszaszórt elektronok spektrumát. A kemény röntgensugárzással keltett elektronok nagy energiafelbontású spektroszkópiájának módszerét sikeresen alkalmaztuk röntgendetektor-válaszfüggvények, ill. ötvözetek komponensei közötti töltésátadás meghatározásában | Resonant Raman processes were identified in the resonant KLL Auger transitions of 3d metals (Cu, Ni, Co). The shape of the Auger lines was interpreted by the help of the unoccupied 4p electronic states. Our results show that the solid environment causes only a small change in the multiplet structure of the KLL Auger spectra of 3d metals. Satellites due to initial or final state excitations were identified in the resonant KLL Auger spectra of Cu and Ni metals, on the basis of our model calculations and of the observed dependence of the satellite intensities on the photon energy. In the core photoemission and KLL Auger spectra of solid Si and Ge, the contributions of plasmon excitations of various mode (dependending on photon energy and experimental geometry) were quantitatively interpreted, showing the great role of core vacancy production. From electron backscattering experiments and modeling the electron transport the cross section of inelastic scattering and the inelastic mean free path (IMFP) of electrons in Ge were determined in a wide energy range. Procedures were elaborated and applied for various materials for correcting IMFPs for surface effects. The applicability of the elastic peak electron spectroscopy for identification of surface H was proved and using our simulation accounting for multiple scattering, the spectrum of electrons backscattered elastically from polyethylene was interpreted quantitatively. The high resolution spectroscopy of electrons excited by hard X-rays was used successfully in determining response function of X-ray detectors and charge transfer between components of alloys

Modeling X-Ray Excited Photo- and Auger Electron Spectra by Using the Cluster Molecular Orbital Method

[email protected]

Analysis of KLL Auger spectra excited by X-rays from Ni and Cu metal surfaces

Ni and Cu KLL Auger spectra excited by X-rays from polycrystalline metal foils were measured with good energy resolution and intensity earlier. Auger spectra of 3d transition metals contain satellite peaks due to the atomic excitation processes. Because of the complexity of the measured spectral shape a complete explanation of the spectra was not given in the previous works. A new analysis of the measured spectra is presented here, with improved description of effects of inelastic electron scattering of the electrons in the solid sample and using complex peak shapes to model the satellite structure that follows each diagram line. The energy loss part of measured spectra due to the bulk plasmon excitations, surface plasmon exci- tations and intrinsic loss processes was removed using the Partial Intensity Analysis method based on energy loss distributions obtained from experimental reflection electron energy loss spectra of the same Cu and Ni metal foils. Relative Auger-transition energies derived from measured spectra of copper are in good agreement with previous experimental works and the results of cluster molecular orbital multielectron (DV-ME) cal- culations. The intensity ratio I( 3 P 2 / 3 P 0 ) shows better agreement with the result of relativistic calculations than in previous works. In the case of nickel the relative Auger-transition energies are in good agreement with the previous results. According to the new evaluation four satellite peaks were identified on the low energy side of each diagram line in the Auger spectra of Ni