Entwicklung eines höchstauflösenden Monochromators für thermische He-Atome zur präzisen Bestimmung von Diffusionskonstanten und -mechanismen

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Mit Hilfe der Streuung von He-Atomen thermischer Energie konnten in den letzten zehn Jahren wesentliche Beiträge zur Aufklärung von Struktur und vor allem Dynamik von Festkörperoberflächen geliefert werden. 1,2 Insbesondere konnten mittels Analyse der quasielastischen Streuung auch Diffusionskonstanten (Selbstdiffusion an reinen Substraten, Diffusion von Adsorbaten) an Oberflächen bestimmt werden. Mit den zur Zeit ohne Monochromator realisierbaren energetischen Halbwertsbreiten (~ 160µeV) der He-Atomstrahlen können nur Diffusionskonstanten von größer als ca. 4x10-6 cm2/s bestimmt werden. Daher soll mit Hilfe einer Fresnelschen Zonenplatte ein Monochromator aufgebaut werden, der eine energetische Monochromasie E/DE von 400 (l/Dl=800) erreichen soll. Im Anschluß daran ist die Realisierung eines Energie-Analysators unter Verwendung einer identischen Zonenplatte vorgesehen. Beide Komponenten sollen in eine im Rahmen des Projektes aufzubauende He-Streuapparatur eingebaut werden, um Messungen zur Diffusion von Adpartikeln (Edelgasatome, Moleküle) auf Graphit- und Isolatoroberflächen durchzuführen.