Wir freuen uns, unsere aktuelle Veröffentlichung vorzustellen:
👉 https://journals.iucr.org/s/issues/2026/03/00/rv5203/index.html
erschienen im J. Synchrotron Rad. (2026). 33, 693–697
Ein grundlegender Widerspruch
ARPES wird üblicherweise als direkte Messung der elektronischen Struktur im Energie–Impuls-Raum interpretiert.
In der Praxis werden experimentelle Daten fast immer dargestellt als
Intensität in Abhängigkeit von Bindungsenergie und Impuls entlang einer Hochsymmetrierichtung.
Diese Darstellung entspricht jedoch keiner direkten Beobachtungsgröße des Experiments.
Was ARPES tatsächlich misst
Wie in dieser Arbeit gezeigt wird, sind ARPES-Daten intrinsisch in einem Raum aus Austrittswinkeln und kinetischen Energien definiert, während die konventionelle Darstellung einer Projektion dieses Raums entspricht.
Daraus folgt bei Verwendung einer einzelnen Photonenenergie:
- keine Hochsymmetrierichtungen der Brillouin-Zone sind direkt zugänglich
- die übliche Darstellung von ARPES-Daten kann nicht als Intensität in Abhängigkeit von Energie und Impuls entlang einer Linie aufgefasst werden
- eine Energieverteilung an einem einzelnen k-Punkt ist nicht messbar
Dabei handelt es sich nicht um technische Einschränkungen, sondern um intrinsische Konsequenzen der Kinematik von ARPES.
Warum konventionelle Analysatoren an Grenzen stoßen
Konventionelle hemisphärische Analysatoren sind darauf ausgelegt, Daten entlang vordefinierter Linien im Winkelraum zu erfassen.
Dieses Design erzwingt implizit die projektive Darstellung und begrenzt den Zugang zum vollständigen Informationsgehalt des Experiments.
Von der Einschränkung zum Designprinzip
Bei Fermiologics verfolgen wir einen anderen Ansatz.
Anstatt die Datenerfassung innerhalb eines projizierten Raums zu optimieren, entwickeln wir Instrumente, die sich an den nativen Variablen von ARPES orientieren.
Der FeSuMa-Analysator basiert auf diesem Prinzip:
- Erfassung im zweidimensionalen Winkelraum
- direkter Zugang zu einem höherdimensionalen Datensatz
- geringere Abhängigkeit von Rekonstruktionen aus Projektionen
Auf dem Weg zu einer vollständigeren ARPES-Messung
Die in dieser Arbeit vorgestellten Ideen sind nicht nur konzeptionell — sie fließen direkt in die Entwicklung der nächsten Generation von ARPES-Instrumenten ein.
Sie weisen auf einen Perspektivwechsel hin:
von der Messung von Schnitten im Winkelraum
hin zum Zugang zum vollen Informationsgehalt des Experiments.
Eine Anmerkung von Fermiologics
FeSuMa ist keine inkrementelle Verbesserung bestehender Analysatoren.
Es ist eine Antwort auf eine grundlegendere Frage:
Was ist die natürliche Informationseinheit in ARPES — und wie sollte sie gemessen werden?
Diese Veröffentlichung bildet die konzeptionelle Grundlage von FeSuMa.