-1::1
Simple Hit Counter
Skip to content

Products

Solutions

×
×
Sign In

DE

EN - EnglishCN - 简体中文DE - DeutschES - EspañolKR - 한국어IT - ItalianoFR - FrançaisPT - Português do BrasilPL - PolskiHE - עִבְרִיתRU - РусскийJA - 日本語TR - TürkçeAR - العربية
Sign In Start Free Trial

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

Behavior
Biochemistry
Bioengineering
Biology
Cancer Research
Chemistry
Developmental Biology
View All
JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

Biological Techniques
Biology
Cancer Research
Immunology
Neuroscience
Microbiology
JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduate courses

Analytical Chemistry
Anatomy and Physiology
Biology
Calculus
Cell Biology
Chemistry
Civil Engineering
Electrical Engineering
View All
JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

Advanced Biology
Basic Biology
Chemistry
View All
JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

Biology
Chemistry

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

Accounting
Finance
Macroeconomics
Marketing
Microeconomics

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Authors

Teaching Faculty

Librarians

K12 Schools

Biopharma

Products

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduates

JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Solutions

Authors
Teaching Faculty
Librarians
K12 Schools
Biopharma

Language

German

EN

English

CN

简体中文

DE

Deutsch

ES

Español

KR

한국어

IT

Italiano

FR

Français

PT

Português do Brasil

PL

Polski

HE

עִבְרִית

RU

Русский

JA

日本語

TR

Türkçe

AR

العربية

    Menu

    JoVE Journal

    Behavior

    Biochemistry

    Bioengineering

    Biology

    Cancer Research

    Chemistry

    Developmental Biology

    Engineering

    Environment

    Genetics

    Immunology and Infection

    Medicine

    Neuroscience

    Menu

    JoVE Encyclopedia of Experiments

    Biological Techniques

    Biology

    Cancer Research

    Immunology

    Neuroscience

    Microbiology

    Menu

    JoVE Core

    Analytical Chemistry

    Anatomy and Physiology

    Biology

    Calculus

    Cell Biology

    Chemistry

    Civil Engineering

    Electrical Engineering

    Introduction to Psychology

    Mechanical Engineering

    Medical-Surgical Nursing

    View All

    Menu

    JoVE Science Education

    Advanced Biology

    Basic Biology

    Chemistry

    Clinical Skills

    Engineering

    Environmental Sciences

    Physics

    Psychology

    View All

    Menu

    JoVE Lab Manual

    Biology

    Chemistry

    Menu

    JoVE Business

    Accounting

    Finance

    Macroeconomics

    Marketing

    Microeconomics

Start Free Trial
Loading...
Home
JoVE Journal
Engineering
Angle-Photoemissionsspektroskopie Bei extrem niedrigen Temperaturen
Angle-Photoemissionsspektroskopie Bei extrem niedrigen Temperaturen
JoVE Journal
Engineering
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Journal Engineering
Angle-resolved Photoemission Spectroscopy At Ultra-low Temperatures

Angle-Photoemissionsspektroskopie Bei extrem niedrigen Temperaturen

Full Text
18,314 Views
08:53 min
October 9, 2012

DOI: 10.3791/50129-v

Sergey V. Borisenko1, Volodymyr B. Zabolotnyy1, Alexander A. Kordyuk1,2, Danil V. Evtushinsky1, Timur K. Kim1,3, Emanuela Carleschi4, Bryan P. Doyle4, Rosalba Fittipaldi5, Mario Cuoco5, Antonio Vecchione5, Helmut Berger6

1Institute for Solid State Research,IFW-Dresden, 2Institute of Metal Physics of National Academy of Sciences of Ukraine, 3Diamond Light Source LTD, 4Department of Physics,University of Johannesburg, 5CNR-SPIN, and Dipartimento di Fisica "E. R. Caianiello",Università di Salerno, 6Institute of Physics of Complex Matter,École Polytechnique Fédérale de Lausanne

AI Banner

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This study aims to determine the low-energy electronic structure of solids at ultra-low temperatures using Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy (ARPES) with synchrotron radiation. The method allows for unprecedented clarity and resolution in analyzing complex materials.

Key Study Components

Area of Science

  • Neuroscience
  • Physics of solids
  • Material science

Background

  • ARPES is based on the photoelectric effect, a phenomenon discovered over a century ago.
  • Ultra-low temperatures minimize thermal broadening, allowing for accurate measurements.
  • Synchrotron radiation provides high-intensity light necessary for the technique.
  • Single crystals are cleaved to expose atomically clean surfaces for analysis.

Purpose of Study

  • To explore the low-energy electronic structure of solids.
  • To achieve high-resolution mapping of electronic states.
  • To enhance understanding of complex materials' properties.

Methods Used

  • Sample cooling below one Kelvin to reach near-ground state conditions.
  • Recording photoemission intensity as a function of tilt, angle, and energy.
  • Utilizing a helium three cryo manipulator for sample handling.
  • Employing synchrotron-based ARPES for data collection.

Main Results

  • Results demonstrate the ability to determine low-energy electronic structures with high clarity.
  • Data reveals detailed surface maps and dispersions close to the Fermi level.
  • Findings contribute to the understanding of complex materials.
  • Methodology showcases the effectiveness of ARPES in solid-state physics.

Conclusions

  • ARPES is a powerful technique for studying electronic structures at ultra-low temperatures.
  • The study provides insights into the electronic properties of complex materials.
  • Future research can build on these findings to explore new materials.

Frequently Asked Questions

What is Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy?
ARPES is a technique used to study the electronic structure of materials by measuring the energy and momentum of electrons emitted from a sample.
Why is ultra-low temperature important in this study?
Cooling the sample below one Kelvin minimizes thermal broadening, allowing for more precise measurements of electronic states.
What role does synchrotron radiation play in ARPES?
Synchrotron radiation provides the high-intensity light necessary for exciting electrons in the sample, enabling detailed analysis.
How are the samples prepared for ARPES?
Samples are cleaved to expose an atomically clean surface and then cooled to ultra-low temperatures for measurement.
What are the main findings of this study?
The study successfully maps the low-energy electronic structure of complex materials with high clarity and resolution.
What future research directions does this study suggest?
Future research could explore new materials and further investigate their electronic properties using ARPES.

Das übergeordnete Ziel dieser Methode ist es, die Niedrig-Energie-elektronischen Struktur von Festkörpern bei extrem niedrigen Temperaturen mit Angle-Photoemissionsspektroskopie mit Synchrotronstrahlung zu bestimmen.

Das übergeordnete Ziel des folgenden Experiments ist es, die niederenergetische elektronische Struktur von Festkörpern bei ultratiefen Temperaturen mit Hilfe der winkelaufgelösten Photoemissionsspektroskopie oder arrp pez mit Synchrotronstrahlung zu bestimmen. In der Ultrahochvakuumkammer, die an der Strahllinie befestigt ist, wird ein Einkristall des untersuchten Materials gespalten, wodurch in einem zweiten Schritt eine atomar saubere Oberfläche freigelegt wird. Die Probe wird unter ein Kelvin gekühlt, was eine minimale Temperaturverbreiterung und die Nähe zum Grundzustand des Materials gewährleistet.

Als nächstes wird die Intensität der Photoemission in Abhängigkeit von Neigung, Winkel und Energie sowie statischer Geometrie aufgezeichnet. Durch Drehen der Probe können Informationen aus einem großen Teil des Impulsenergieraums gesammelt werden, der benötigt wird, um die Festigungsoberflächenkarte und die Dispersionen nahe dem festen Niveau zu erhalten. Es werden Ergebnisse erhalten, die zeigen, dass die niederenergetische elektronische Struktur komplexer Materialien mit bisher unerreichter Klarheit und Auflösung bestimmt werden kann. Die Verwendung des Helium-Drei-Kryo-Manipulators und des Synchrotron-basierten Arrp-e-Winkelergebnisses für die Emissionsspektroskopie ist eine Technik, die auf einem einfachen photoelektrischen Effekt basiert, der vor mehr als einem Jahrhundert entdeckt und erklärt wurde.

View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos

View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos

Sign In Start Free Trial

Explore More Videos

Physik Issue 68 Chemie Elektronenenergie Bands Bandstruktur von Festkörpern supraleitende Materialien Physik der kondensierten Materie ARPES Winkel-Photoemission Synchrotron Bildgebung

Related Videos

Hohe Auflösung Phonon-unterstützte Quasi- Resonanzfluoreszenzspektroskopie

10:40

Hohe Auflösung Phonon-unterstützte Quasi- Resonanzfluoreszenzspektroskopie

Related Videos

8K Views

Hochauflösende Thermal Micro-Bildgebung Europiumchelatlösung Lumineszente Coatings

09:01

Hochauflösende Thermal Micro-Bildgebung Europiumchelatlösung Lumineszente Coatings

Related Videos

8.2K Views

Eine einfache Dewar / Kryostat für Thermisch Äquilibrieren Proben, die bei bekannten Temperaturen für eine genaue Cryogenic Lumineszenzmessungen

06:06

Eine einfache Dewar / Kryostat für Thermisch Äquilibrieren Proben, die bei bekannten Temperaturen für eine genaue Cryogenic Lumineszenzmessungen

Related Videos

10K Views

Zeitaufgelöste photophysikalischen Charakterisierung der Triplett-Ernte organische Verbindungen in einer sauerstofffreien Umgebung verwenden eine iCCD Kamera

06:08

Zeitaufgelöste photophysikalischen Charakterisierung der Triplett-Ernte organische Verbindungen in einer sauerstofffreien Umgebung verwenden eine iCCD Kamera

Related Videos

9.6K Views

Vollelektronische Nanosekunde gelöst Scanning Tunneling Microscopy: Erleichterung der Untersuchung der einzelnen Dotierstoff kostenlos Dynamik

11:33

Vollelektronische Nanosekunde gelöst Scanning Tunneling Microscopy: Erleichterung der Untersuchung der einzelnen Dotierstoff kostenlos Dynamik

Related Videos

10.3K Views

Ein experimentelles Protokoll für Femtosekunden NIR/UV - XUV Pumpe-Probe Experimente mit freie-Elektronen-Laser

09:49

Ein experimentelles Protokoll für Femtosekunden NIR/UV - XUV Pumpe-Probe Experimente mit freie-Elektronen-Laser

Related Videos

16.6K Views

Experimentelle Methoden für Spin - und Winkel-Resolved Photoemission Spectroscopy kombiniert mit Polarisation-Variable Laser

09:00

Experimentelle Methoden für Spin - und Winkel-Resolved Photoemission Spectroscopy kombiniert mit Polarisation-Variable Laser

Related Videos

10.6K Views

Elementar-Sensitive Detektion der Chemie in Batterien durch weiche Röntgenabsorptionsspektroskopie und resonanten unelastische Röntgenstreuung

07:55

Elementar-Sensitive Detektion der Chemie in Batterien durch weiche Röntgenabsorptionsspektroskopie und resonanten unelastische Röntgenstreuung

Related Videos

13.5K Views

Photoelektronen Bildgebung von Anionen illustriert von 310 Nm Ablösung der F−

06:53

Photoelektronen Bildgebung von Anionen illustriert von 310 Nm Ablösung der F−

Related Videos

9.2K Views

Messung der ultraschnellen Schwingungs Zusammenhänge in polyatomaren radikale kationen mit Strong-Feld adiabatische Ionisation

08:22

Messung der ultraschnellen Schwingungs Zusammenhänge in polyatomaren radikale kationen mit Strong-Feld adiabatische Ionisation

Related Videos

7.4K Views

JoVE logo
Contact Us Recommend to Library
Research
  • JoVE Journal
  • JoVE Encyclopedia of Experiments
  • JoVE Visualize
Business
  • JoVE Business
Education
  • JoVE Core
  • JoVE Science Education
  • JoVE Lab Manual
  • JoVE Quizzes
Solutions
  • Authors
  • Teaching Faculty
  • Librarians
  • K12 Schools
  • Biopharma
About JoVE
  • Overview
  • Leadership
Others
  • JoVE Newsletters
  • JoVE Help Center
  • Blogs
  • JoVE Newsroom
  • Site Maps
Contact Us Recommend to Library
JoVE logo

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. All rights reserved

Privacy Terms of Use Policies
WeChat QR code