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Röntgendichroismus ist ein Oberbegriff für mehrere röntgenspektroskopische Effekte die auf der Kopplung von Röntgen Phot
Röntgendichroismus
Röntgendichroismus ist ein Oberbegriff für mehrere röntgenspektroskopische Effekte, die auf der Kopplung von (Röntgen-)Photonen an bestimmte Elektronenorbitale beruhen. Vereinfacht gesagt hängt die Absorption der Röntgenstrahlung in einem Material von der Polarisation ab.
Röntgenabsorption
Zirkularer magnetischer Röntgendichroismus
Beim zirkularen magnetischen Röntgendichroismus (engl. X-ray magnetic circular dichroism, XMCD) ist die Absorption von Röntgenstrahlung an einem Atom mit magnetischem Moment abhängig davon ob die Röntgenstrahlung links- oder rechts-zirkular polarisiert ist. Relevant ist das Differenzenspektrum zwischen Röntgenabsorptionsspektrum von links- oder rechts-zirkular polarisierter Strahlung. Bei der Aufnahme der polarisierten Absorptionsspektren wird die Magnetisierungsrichtung und die Helizität der Röntgenphotonen einmal parallel und einmal anti-parallel ausgerichtet. Die erhaltenen Absorptionsspektren werden voneinander abgezogen und aus der Differenz können durch Anwendung der sogenannten Summenregeln direkte Informationen über das elementspezifische Spin-Moment und das Orbital(Bahn-)moment des Valenzbandes erhalten werden.
Typischerweise werden XMCD-Studien an magnetischen Übergangsmetallen wie Eisen, Cobalt und Nickel, auch deren Legierungen oder Verbindungen, darunter mittlerweile auch Metallkomplexen, ausgeführt. Dabei werden Röntgenabsorptionspektren an der 2p-Absorptionskante gemessen. Hierbei finden Übergänge in die 3d-Schale statt, die stark magnetisch sein können, also magnetfeldabhängig sind.
Linearer magnetischer Röntgendichroismus
Linearer magnetischer Röntgendichroismus (engl. X-ray magnetic linear dichroism, XMLD) ist ein dem zirkularen Dichroismus ähnlicher magnetooptischer Effekt, aber von höherer Ordnung (quadratisch im Spin-Moment M) und damit schwächer. Auch diese Form des magnetischen Röntgendichroismus ist nützlich zur Erlangung magnetischer Information, z. B. von Antiferromagneten, die keinen zirkularen Röntgendichroismus aufweisen.
Linearer (nicht-magnetischer) Röntgendichroismus
Linearer (nicht-magnetischer) Röntgendichroismus ist eine Folge von Kristallanisotropien nicht-magnetischer Herkunft und ist oft schwer vom linearen magnetischen Röntgendichroismus zu trennen.
Röntgenemission
Auch die Röntgenemission weist zirkularen und linearen Dichroismus auf, der jedoch schwerer zu deuten ist, da bisher keine Summenregeln aufgestellt werden konnten.
Photoelektronenemission
In der Photoelektronenemission zeigt die Winkelverteilung eine Abhängigkeit von der Helizität der anregenden Röntgenstrahlung und ist in Anlehnung an den X-MCD-Effekt als Dichroismus bekannt.
Literatur
- Joachim Stöhr, Hans Christoph Siegmann: Magnetism: From Fundamentals to Nanoscale Dynamics. Springer Science & Business Media, 2006, ISBN 978-3-540-30283-4.
Weblinks
- X-ray Magnetic Circular Dichroism (XMCD) beim Néel-Institut
Autor: www.NiNa.Az
Veröffentlichungsdatum:
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Rontgendichroismus ist ein Oberbegriff fur mehrere rontgenspektroskopische Effekte die auf der Kopplung von Rontgen Photonen an bestimmte Elektronenorbitale beruhen Vereinfacht gesagt hangt die Absorption der Rontgenstrahlung in einem Material von der Polarisation ab RontgenabsorptionZirkularer magnetischer Rontgendichroismus Zirkularer magnetischer Rontgendichroismus Kobalt Spektrum oben Rohdaten unten Differenz Beim zirkularen magnetischen Rontgendichroismus engl X ray magnetic circular dichroism XMCD ist die Absorption von Rontgenstrahlung an einem Atom mit magnetischem Moment abhangig davon ob die Rontgenstrahlung links oder rechts zirkular polarisiert ist Relevant ist das Differenzenspektrum zwischen Rontgenabsorptionsspektrum von links oder rechts zirkular polarisierter Strahlung Bei der Aufnahme der polarisierten Absorptionsspektren wird die Magnetisierungsrichtung und die Helizitat der Rontgenphotonen einmal parallel und einmal anti parallel ausgerichtet Die erhaltenen Absorptionsspektren werden voneinander abgezogen und aus der Differenz konnen durch Anwendung der sogenannten Summenregeln direkte Informationen uber das elementspezifische Spin Moment und das Orbital Bahn moment des Valenzbandes erhalten werden Typischerweise werden XMCD Studien an magnetischen Ubergangsmetallen wie Eisen Cobalt und Nickel auch deren Legierungen oder Verbindungen darunter mittlerweile auch Metallkomplexen ausgefuhrt Dabei werden Rontgenabsorptionspektren an der 2p Absorptionskante gemessen Hierbei finden Ubergange in die 3d Schale statt die stark magnetisch sein konnen also magnetfeldabhangig sind Linearer magnetischer Rontgendichroismus Linearer magnetischer Rontgendichroismus engl X ray magnetic linear dichroism XMLD ist ein dem zirkularen Dichroismus ahnlicher magnetooptischer Effekt aber von hoherer Ordnung quadratisch im Spin Moment M und damit schwacher Auch diese Form des magnetischen Rontgendichroismus ist nutzlich zur Erlangung magnetischer Information z B von Antiferromagneten die keinen zirkularen Rontgendichroismus aufweisen Linearer nicht magnetischer Rontgendichroismus Linearer nicht magnetischer Rontgendichroismus ist eine Folge von Kristallanisotropien nicht magnetischer Herkunft und ist oft schwer vom linearen magnetischen Rontgendichroismus zu trennen RontgenemissionAuch die Rontgenemission weist zirkularen und linearen Dichroismus auf der jedoch schwerer zu deuten ist da bisher keine Summenregeln aufgestellt werden konnten PhotoelektronenemissionIn der Photoelektronenemission zeigt die Winkelverteilung eine Abhangigkeit von der Helizitat der anregenden Rontgenstrahlung und ist in Anlehnung an den X MCD Effekt als Dichroismus bekannt LiteraturJoachim Stohr Hans Christoph Siegmann Magnetism From Fundamentals to Nanoscale Dynamics Springer Science amp Business Media 2006 ISBN 978 3 540 30283 4 WeblinksX ray Magnetic Circular Dichroism XMCD beim Neel Institut