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Validierung theoretischer Ansätze für elastische Elektronenstreu-querschnitte mehratomiger Moleküle anhand experimenteller Daten von Propan

20.12.2019

Elektronenstreuquerschnitte von organischen Molekülen sind wichtige Daten für verschiedene Anwendungsbereiche der Wissenschaft. Da die experimentellen Daten für diese Querschnitte nur für eine begrenzte Anzahl von Molekülen und eingeschränkte Energie- sowie Winkelbereiche verfügbar sind, werden häufig semiempirische oder theoretische Modelle zur Bestimmung der Querschnitte eingesetzt. Nach der Evaluierung eines semiempirischen Modells für die doppelt-differentiellen Ionisierungsquerschnitte [1] wurde die Genauigkeit von zwei theoretischen Ansätzen für differentielle elastische Elektronenstreuquerschnitte dσel/ von mehratomigen Molekülen anhand experimenteller Daten von Propan untersucht.

Differentielle elastische Elektronenstreuquerschnitte von Propan als Funktion des Streuwinkels wurden mittels der IAM-SCAR-Methode [2] sowie des MIAM (Modified-Independent-Atom-Modell) [3] für Elektronenenergien zwischen 20 eV und 1 keV berechnet und mit experimentellen Daten verglichen. Die Abbildung 1 zeigt den Vergleich für zwei ausgewählte Energien.

Abb. 1: Differentielle elastische Elektronenstreuquerschnitte dσel/dΩ von Propan als Funktion des Streuwinkels für Primärenergien von 60 eV (a) und 200 eV (b). Das Symbol (Ο) stellt die experimentellen Daten dar. Die durchgezogene und gestrichelte Linie repräsentieren jeweils die mittels des MIAM [3] und der IAM-SCAR-Methode [2] berechneten Ergebnisse.

Die Rechnungen ergaben, dass die IAM-SCAR-Methode, die aufgrund ihrer Einfachheit am häufigsten verwendet wird, die Messdaten für den untersuchten Energiebereich nur grob wiedergibt. Für Elektronenenergien über 40 eV konnte jedoch mit MIAM, das Mehrfachstreuungen innerhalb des Moleküls berücksichtigt, eine wesentlich bessere Übereinstimmung mit den Messdaten erzielt werden.

Literatur

[1]    W. Y. Baek, M. U. Bug, H. Nettelbeck, and H. Rabus, Eur. Phys. J. D 73, 61 (2019)

[2]    F. Blanco and G. García, Phys. Lett. A 330, 230 (2004)

[3]    S. Hayashi and K. Kuchitsu, J. Phys. Soc. Jpn 41, 1724 (1976)