“ Alles in unserer Welt ist abhängig von der Bewegung von Elektronen… „

Axel Becke

Winkelaufgelöste Photoemissionsspektroskopie

Winkelaufgelöste Photoemissionsspektroskopie ist eine experimentelle Methode zur Untersuchung der Bewegungen von Elektronen. Mit Hilfe von Licht werden Elektronen aus dem Material herausgeschleudert und in Abhängigkeit von Richtung, Photonen- und kinetischer Energie gezählt.

Skizze des Photoemissionsprozesses. Photonen mit der Energie hν werden auf die Probenoberfläche gestrahlt. Elektronen verlassen die Probe mit unterschiedlichen kinetischen Energien (E) und werden in einer bestimmten Richtung detektiert, die durch zwei Winkel θ und φ definiert ist.

Die detektierte Anzahl von Elektronen kann als Funktion dieser vier Parameter auf verschiedene Weise dargestellt werden:

a) Einfachster Datensatz der winkelaufgelösten Methode, der zeigt, wie die Intensität des Photostroms von der Richtung abhängt, wenn die Photonenenergie und die kinetische Energie konstant gehalten werden. Als Beispiel wird der Winkel θ gewählt. Jeder Weg im Richtungsraum ( θ, φ ) kann berücksichtigt werden. b) Ein weiteres Grundspektrum bei konstanter Photonenenergie – kinetische Energieverteilung in einer bestimmten Richtung. Es hat gewöhnlich einen oberen Energiegrenzwert ( Emax ). c) Zweidimensionale Verteilung im Winkelraum, oft bei maximaler ( Emax ) kinetischer Energie aufgezeichnet. Kann aus a) durch Abtasten von φ erhalten werden. d) Intensität als Funktion der Energie, wie in b), aber entlang eines beliebigen Pfades im Richtungsraum. e) Dieselbe, aber die Photonenenergie ist variabel und die kinetische ist fest. f) Dieser Datensatz wird normalerweise bei der normalen Emission aufgezeichnet ( θ, φ = 0 ). g) Dreidimensionale Verteilung der Intensität. Kann von e) durch Scannen von φ erhalten werden. h) Ein weiterer 3D-Plot, der von d) durch Scannen von φ erhalten werden kann.

Solche Intensitätsverteilungen ermöglichen direkte Erkenntnisse über die Fermi-Fläche und elektronische Struktur des untersuchten Materials. Sie können verwendet werden, um physikalische Eigenschaften zu berechnen, die chemische Zusammensetzung zu identifizieren oder die Qualität der Oberfläche zu charakterisieren.

Wir bieten eine einfache und direkte Möglichkeit zum Nachweis von Elektronen mit unserem FeSuMa-Spektrometer.

Hier erfahren Sie mehr über ARPES, Fermi-Fläche und elektronische Struktur.