Сверхбыстрая спектроскопия
Фотоэмиссионная спектроскопия с временным и угловым разрешением
TR-ARPES расширяет возможности традиционной ARPES и дополняет её за счёт фемтосекундного временного разрешения.
Описание
Что такое ARPES?
Фотоэмиссионная спектроскопия с угловым разрешением (ARPES) анализирует электронную зонную структуру в пространстве импульса и энергии для сверхпроводников, топологических изоляторов, дихалькогенидов переходных металлов и других кристаллических материалов. Пучок глубокого UV падает на поверхность. Электроны, выбитые фотоэлектрическим эффектом выше уровня вакуума, регистрируются при угловом сканировании относительно образца. Их энергия и импульс позволяют построить полную карту зонной структуры.
Что добавляет TR-ARPES
Фотоэмиссионная спектроскопия с временным и угловым разрешением (TR-ARPES) дополняет традиционную ARPES фемтосекундным временным разрешением. Поскольку спектральная и динамическая информация регистрируется одновременно, метод непосредственно разрешает элементарные процессы рассеяния в зонной структуре как функции энергии и импульса электрона. В схеме накачка–зондирование фемтосекундный инфракрасный импульс возбуждает образец путём создания электронно-дырочных пар, а задержанный UV-импульс зондирует импульс и энергию электронов в зоне проводимости.
Требования к лазеру
Идеальный источник формирует фотоны глубокого UV с высокой частотой повторения импульсов — сотни килогерц и выше. Предпочтительна умеренная энергия импульса, поскольку высокая энергия вызывает паразитные эффекты пространственного заряда на поверхности. UV-фотоны обычно получают посредством генерации гармоник высокого порядка в твёрдых телах или газах. В качестве источников накачки и зондирования в таких экспериментах применяются оптические параметрические усилители, например ORPHEUS-MIR и ORPHEUS-N, а также оптические параметрические усилители чирпированных импульсов.
