Neues Photoemissions-Mikroskopie Setup umgeht das optische Beugungslimit
27.11.2019Die Arbeitsgruppe Brixner hat in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Prof. E. Riedle (LMU) und der Firma Elmitec ein neues zeitaufgelöstes Photoemissions-Mikroskop (TR-PEEM) aufgebaut, mit dem ultraschnelle Prozesse mit einer sehr hohen räumlichen Auflösung untersucht werden können.
Im Journal Review of Scientific Instruments veröffentlicht ein Forscherteam um Prof. Dr. Tobias Brixner beeindruckende Ergebnisse an einem neuen TR-PEEM Setup. Mit diesem kann die Dynamik verschiedenster Probensysteme auf ultraschnellen Zeitskalen (Femtosekunden) mit einer räumlichen Auflösung im Nanometerbereich untersucht werden. Die Publikation wurde für das Cover der November Ausgabe sowie als Editor´s pick ausgewählt und in einem SciLight hervorgehoben. Letztere machen ausgewählte Forschungs-Highlights einem breiten Publikum zugänglich.
Das im IPTC beheimatete Setup hat beeindruckende Kennzahlen. Es arbeitet bei einer Repetitionsrate von 1 MHz mit Anregepulsen im sub-20 fs Bereich, die ein in der Arbeitsgruppe Riedle (LMU) aufgebautes NOPA-System (215-970 nm) erzeugt. Durch die Abbildung von photoemittierten Elektronen kann das optische Beugungslimit umgangen und eine räumliche Auflösung von ca. 3 nm erreicht werden. Das zugrunde liegende Elektronenmikroskop wurde von der Firma Elmitec gefertigt. Die Eigenschaften des Setups können in bildgebenden Einfarben-, Zweifarben-Pump-Probe- oder zweidimensionalen Photoelektronen-Imaging-Experimenten genutzt werden. Dadurch ergibt sich eine Vielzahl von Untersuchungsmöglichkeiten und Vorteilen, auf die in der Publikation eingegangen wird. Diese sind z. B.
- Zweifarben-Pump-Probe Spektroskopie an WSe2-Monolayern in Kooperation mit der Arbeitsgruppe von Prof. R. Bratschitsch (Uni Münster)
- Fs-zeitaufgelöste Dynamik von auf wenige Nanometer konzentrierte elektromagnetische Felder in Nanoschlitz-Resonatoren, die in der Arbeitsgruppe von Prof. B. Hecht (Physik, JMU) hergestellt werden
- In-Situ Präperation von molekularen Filmen (PTCDA)
Das neue TR-PEEM Setup soll zukünftig detaillierte Einblicke in die Mechanismen des Energietransports ermöglichen, die von grundlegendem Interesse für die Entwicklung neuartiger funktionaler Materialien sind. Darüber hinaus sollen Kopplungen und äußere Einflüsse in hybriden Nanostrukturen und einzelnen Quantensystemen untersucht werden.
Publikation
Space- and time-resolved UV-to-NIR surface spectroscopy and 2D nanoscopy at 1 MHz repetition rate
Review of Scientific Instruments 90, 113103 (2019); https://doi.org/10.1063/1.5115322
Kontakt
Prof. Dr. Tobias Brixner, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Universität Würzburg, brixner@phys-chemie.uni-wuerzburg.de
Website Prof. Tobias Brixner: https://go.uniwue.de/brixner-group
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