Ultraschnelle Spektroskopie
Zeit- und winkelaufgelöste Photoemissionsspektroskopie
TR-ARPES ergänzt die klassische ARPES um Femtosekunden-Zeitauflösung.
Produktbeschreibung
Was ist ARPES?
Die winkelaufgelöste Photoemissionsspektroskopie (ARPES) analysiert die elektronische Bandstruktur im Impuls- und Energieraum für Supraleiter, topologische Isolatoren, Übergangsmetalldichalkogenide und andere kristalline Materialien. Ein Deep-UV-Strahl trifft auf die Oberfläche. Elektronen, die durch den photoelektrischen Effekt über das Vakuumniveau hinaus emittiert werden, werden gesammelt und um die Probe herum abgetastet. Ihre Energie und ihr Impuls ergeben eine vollständige Bandstrukturkarte.
Was TR-ARPES hinzufügt
Die zeit- und winkelaufgelöste Photoemissionsspektroskopie (TR-ARPES) erweitert die konventionelle ARPES um Femtosekunden-Zeitauflösung. Sie löst elementare Streuprozesse direkt in der Bandstruktur als Funktion von Energie und Elektronenimpuls auf, weil spektrale und dynamische Information gemeinsam aufgezeichnet werden. Im Pump-Probe-Schema regt ein Femtosekunden-Infrarotpuls die Probe durch Erzeugung von Elektron-Loch-Paaren an, und ein verzögerter UV-Puls tastet Impuls und Energie der Elektronen im Leitungsband ab.
Anforderungen an den Laser
Die ideale Quelle erzeugt Deep-UV-Photonen bei hoher Wiederholrate (einige hundert Kilohertz oder höher). Eine mittlere Pulsenergie wird bevorzugt, weil hohe Pulsenergien parasitäre Raumladungseffekte an der Oberfläche verursachen. Das UV-Photon wird typischerweise durch Erzeugung hoher Harmonischer in Festkörpern oder Gasen erzeugt. Optisch-parametrische Verstärker (OPA) wie ORPHEUS-MIR und ORPHEUS-N sowie optisch-parametrische Chirped-Pulse-Verstärker werden als Pump- und Probe-Quellen für diese Experimente verwendet.
