Techniklexikon

Atomstreuung an Oberflächen

inelastische Streuung von Atomen an der Festkörperoberfläche. I.a. werden He-Atome verwendet, man spricht dann von Helium-Atom-Streuung, HAS. Ein monoenergetischer Atomstrahl (ca. 8-60 meV) wird mittels Expansion durch eine feine Öffnung ins Vakuum erzeugt und auf die Probe gelenkt. Dort findet die inelastische Streuung durch Wechselwirkung mit Phononen und anderen Elementaranregungen statt. Die Energieverluste im gestreuten Strahl werden mittels "Time-of-Flight"-Analyse nachgewiesen. Da die He-Atome aufgrund ihrer geringen kinetischen Energien nicht in den Festkörper eindringen, handelt es sich um eine Methode mit einzigartiger Oberflächenempfindlichkeit. Es erfolgt reine Stossstreuung, so dass auch nicht dipol-aktive Eigenmoden der Oberfläche angeregt und, aufgrund der vergleichsweise grossen Masse der He-Atome, schon bei kleinen Energien beliebige Impulsüberträge innerhalb der Brillouin-Zone realisiert werden können. Eine Einschränkung hinsichtlich der Frequenzen der untersuchten Moden besteht durch die maximale Energie des Atomstrahls (ca. 60 meV). Die Atomstreuung wird zur Untersuchung der Dispersion von Oberflächenphononen, Schwingungsmoden von Adsorbaten sowie zur Struktur- und Qualitätsanalyse dünner Filme eingesetzt.