Спектры фотоэмиссии электронов молекулярной структурой и квантовая флуктуационная теорема

Рассматривается возможность применения теоремы квантовых флуктуаций (ТКФ) к глубоко лежащим орбиталям электронов атома в экспериментальных спектрах сечений переходов фотон↔электрон. Такие спектры удается получать лишь в функции разности экспериментально измеримых энергии возбуждения и энергии конечного состояния. Показано, что спектры в такой функции не удовлетворяют ТКФ. Сделано предположение об изменении спектров сечений экранированием возбуждения таких переходов ансамблем соседних электронов (орбиталей). В соотношения ТКФ для сечений таких переходов вводится постоянный по наблюдаемому спектру коэффициент экранирования, учитывающий уменьшение энергии (сечения) возбуждения вследствие экранирования до стартовой. С учетом экранирования спектры удовлетворяют соотношениям ТКФ. Расчеты в рамках этих предположений применены к электронным рентгеновским фотоэмиссионным спектрам, инверсным рентгеновским фотоэмиссионным спектрам и спектрам потерь энергии (поглощения) электронов на орбиталях атома. Установлено, что для внутренних орбиталей атома экранирование ослабляет сечение перехода на порядок и более, а для внешних (валентных) орбиталей — лишь в разы. Найдено, что выделение положения чисто электронного перехода соотношениями ТКФ из наблюдаемого спектра зависит от коэффициента экранирования.

1. J. Åberg. Phys. Rev., X8 (2018) 011019

2. T. Kawamoto. J. Stat. Mech.: Theory Exp. (2011) 11019, doi: 10.1088/1742-5468/2011/11/P11019

3. В. А. Толкачев. Опт. и спектр., 20, № 6 (1966) 982—988

4. В. А. Толкачёв. Журн. прикл. спектр., 84, № 4 (2017) 648—654

5. В. А. Толкачёв. Докл. НАН Беларуси, 61, № 50 (2017) 50—55

6. Л. П. Казаченко, Б. И. Степанов. Опт. и cпектр., 2 (1957) 339

7. S. Hüfner, S. Schmidt, F. Reinert. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., A547 (2005) 8—23, doi: 10.1016/j.nima.2005/05.008

8. В. А. Толкачёв. Журн. прикл. спектр., 88, № 5 (2021) 812—814 doi: 10.1007/s10812-021-01276-3

9. V. A. Tolkachev, A. P. Blokhin. Sci. J. Anal. Chem., 7 (2019) 76—82

10. U. Gelius. J. Electr. Spectrosc. Rel. Phenom., 5 (1974) 985—1057

11. F. Reinert, P. Steiner, S. Hüfner, H. Schmitt, J. Fink, M. Knupfer, P. Sandl, E. Bertel. Z. Phys., B97 (1995) 83—93

12. S. Hüfner. Photoelectron Spectroscopy. Principles and Applications, Berlin, Springer Verl. (1995)

13. F. A. Stevie, C. L. Donley. J. Vac. Sci. Technol., A38 (2020) 063204

14. M. Magnuson, S. Schmidt, L. Hultman, H. Högberg. Phys. Rev., B93 (2017) 195103

15. G. K. Wertheim, H. J. Guggenheim. Phys. Rev. B, 22, N 10 (1980) 4680—4683