fotonionisationsspektrum

Das **Photoionisationsspektrum** beschreibt die Abhängigkeit der Ionisationswahrscheinlichkeit eines Atoms, Moleküls oder anderen Teilchens von der Energie oder Wellenlänge des einfallenden Lichts. Es entsteht, wenn Photonen mit ausreichend hoher Energie auf ein System treffen und Elektronen aus der äußeren Schale herausschlagen, wodurch das Teilchen ionisiert wird. Dieses Phänomen wird vor allem in der Spektroskopie genutzt, um Aufschluss über die elektronische Struktur und Bindungsverhältnisse in Materie zu gewinnen.

Die Messung eines Photoionisationsspektrums erfolgt typischerweise mit Synchrotronstrahlung oder anderen hochenergetischen Lichtquellen, die ein kontinuierliches Spektrum abdecken. Die Intensität der ionisierten Teilchen wird als Funktion der Photonenenergie registriert. Charakteristische Sprünge oder Absorptionskanten im Spektrum korrelieren mit den Bindungsenergien der Elektronen. So lassen sich beispielsweise Valenzelektronen von Kernelektronen unterscheiden, da diese unterschiedliche Ionisationsenergien aufweisen.

Anwendungen des Photoionisationsspektrums finden sich in der Materialforschung, der Chemie und der Astrophysik. In der Festkörperphysik hilft es, Bandstrukturen von Halbleitern zu analysieren, während in der Gasphase die Zusammensetzung und Dynamik von Molekülen untersucht werden kann. Zudem spielt es eine Rolle bei der Entwicklung von Detektoren und in der Umweltanalytik zur Bestimmung von Spurenstoffen.

Die Theorie des Photoeffekts, für die Albert Einstein 1921 den Nobelpreis erhielt, bildet die Grundlage für das Verständnis von Photoionisationsprozessen. Moderne Methoden wie die Photoelektronenspektroskopie (PES) oder die Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS) nutzen ähnliche Prinzipien, um detaillierte Informationen über die elektronische Umgebung von Atomen zu liefern.