Regensburg 2000 – scientific programme

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O: Oberflächenphysik

O 25: Methodisches

O 25.8: Talk

Wednesday, March 29, 2000, 16:15–16:30, H45

Inhomogene Linienverbreiterung in der Summenfrequenz-Schwingungsspektroskopie — •W. Daum und F. Dederichs — Institut für Grenzflächenforschung und Vakuumphysik, Forschungszen-trum Jülich GmbH, D–52425 Jülich

Die Summenfrequenzerzeugung wird wegen ihrer hohen Grenzflächen–empfindlichkeit zur Spektroskopie von Molekülschwingungen an unter-schiedlichsten Grenzflächen eingesetzt. Eine genaue Analyse der Schwin-gungsspektren erfordert eine Anpassungen von Modellsuszeptibilitäten mit vorgegebenen Linienformen an die experimentellen Daten, um kohärente Überlagerungseffekte in den Spektren infolge benachbarter Schwingungsbanden und elektronischer Anregungen berücksichtigen zu können. Hierzu werden in der Regel homogen verbreiterte Linien (Linienbreite γ) verwendet. Effekte inhomogener Verbreiterung wurden bislang jedoch weitgehend ignoriert. Wir zeigen anhand einer gauss-förmigen inhomogenen Verbreiterung mit der Halbwertsbreite Δ, daß sich Summenfrequenz- und Infrarotspektren inhomogen verbreiterter Banden prinzipiell unterscheiden. In Falle einer Gaussverteilung kann die Summenfrequenz-Suszeptibilität durch die komplexe Fehlerfunktion beschrieben werden. Ihr Imaginärteil ist als Voigt-Profil bekannt und entspricht dem spektralen Verlauf des Infrarot-Absorptionsspektrums. Besonders augenscheinlich werden die Unterschiede im Grenzfall starker inhomogener Verbreiterung Δ ≫γ: Während die Linienbreite des Infrarotspektrums erwartungsgemäß gegen Δ strebt, erscheint eine inhomoge Verbreiterung im Summenfrequenzspektrum um den Faktor 1,2 stärker als sie tatsächlich ist.