Röntgendichroismus

Röntgendichroismus ist ein Oberbegriff für mehrere röntgenspektroskopische Effekte, die auf der Kopplung von (Röntgen-)Photonen an bestimmte Elektronenorbitale beruhen.

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Röntgenabsorption

Zirkularer magnetischer Röntgendichroismus

Zirkularer magnetischer Röntgendichroismus (engl. x-ray magnetic circular dichroism oder X-MCD) in Röntgenabsorption ist das Differenzenspektrum zwischen zwei polarisierten Röntgenabsorptionspektren an einer magnetisierten Probe. Bei der Aufnahme der polarisierten Absorptionspektren wird die Magnetisierungsrichtung und die Helizität der Röntgenphotonen entweder parallel oder anti-parallel ausgerichtet. Die erhaltenen Absorptionspektren 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 X-MCD-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 ist ein zu dem zirkularen Dichroismus ähnlicher Effekt, aber von höherer Ordnung (quadratisch im Spin-Moment M) und damit schwächer. Auch diese Form des magnetischer 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 linearer magnetischen Röntgendichroismus zu trennen.

Röntgenemission

Auch die Röntgenemission weist zirkularen und linearen Dichroismus auf, der jedoch schwerer zu deuten ist, da es keine Summenregeln bisher aufgestellt werden konnten und die Theorie weniger entwickelt ist.

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.