1. Einführung

 

Ein experimentelles Verfahren zur Bestimmung der elektronischen Struktur von Festkörpern ist die Comptonspektroskopie. Hierbei wird ein Photon an einem freien Elektron der Probe gestreut. Das Elektron erhält einen Teil der Energie des Photons und wird aus dem Körper herausbeschleunigt. Das Photon wird abgelenkt und verläßt das System mit einer anderen Energie und damit Wellenlänge. Die konventionelle Methode, mit der A. Compton 1922 die Quantennatur des Lichts experimentell bestätigte [Com23], beschränkt sich darauf, die austretenden Photonen zu messen. Damit ist eine Bestimmung der Elektronenimpulsdichte nur in einer Dimension möglich. Wird das Rückstoßelektron koinzident mit dem dazugehörigen Photon gemessen, so ist der Stoßprozeß eindeutig festgelegt und die dreidimensionale Elektronenimpulsdichte analysierbar. Ein solcher Aufbau wird nach den beteiligten Teilchen als (Gamma, Elektron Gamma)-Experiment, kurz (g, eg), bezeichnet. Erst 1988 gelangen vollständige (g, eg)-Experimente, die radioaktiven Quellen als Photonenlieferant verwendeten [Rol89]. Diese Quellen erzeugen allerdings keinen hohen Photonenfluß, so daß die Koinzidenzrate gering ausfiel. Eine wesentliche Erhöhung der Rate wurde durch die Verwendung von Synchrotronstrahlung erzielt [Tsc93]. Diese Experimente fanden am Hasylab am Desy statt.

 

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Weiterentwicklung des Elektronendetektors dieser Messungen. Die bislang eingesetzte Apparatur [Sat97] verwendet kommerzielle Vorverstärker, die jedoch nicht mehr lieferbar sind. Die eigentlichen Detektoren können nur in Japan getauscht werden, was im Fehlerfall eine längere Ausfallzeit bedingt. Eine komplette Neuentwicklung soll diese Mankos beheben; zudem sollte sie möglichst skalierbar sein und die Koinzidenzrate nicht herabsetzen. Um die Temperaturabhängigkeit des Rauschverhaltens untersuchen zu können, mußte eine Möglichkeit zur Kühlung auf bis zu 75 K vorgesehen werden.

 

An die Darlegung der Konzeption und des Aufbaus eines 'seriennahen' Prototypens schließt sich die Charakterisierung in einer ebenfalls zu entwickelnden Testumgebung an.

 

 

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