De ángulo resuelto espectroscopia de fotoemisión a bajas temperaturas

El objetivo general del siguiente experimento es determinar la estructura electrónica de baja energía de los sólidos a temperaturas ultrabajas utilizando espectroscopía de fotoemisión con resolución de ángulo o arrp pez con radiación de sincrotrón. En las instalaciones de radiación de sincrotrón, cámara de ultra alto vacío unida a la línea de haz, se escinde un solo cristal del material estudiado, exponiendo una superficie atómicamente limpia como segundo paso. La muestra se enfría por debajo de un Kelvin, lo que garantiza un ensanchamiento mínimo de la temperatura y la proximidad al estado fundamental del material.

A continuación, se registra la intensidad de la fotoemisión en función de la inclinación, el ángulo y la energía, así como de la geometría estática. Al rotar la información de la muestra, se puede recopilar de una gran porción del espacio de energía de momento necesario para obtener el mapa de superficie de firmeza y dispersiones cercanas al nivel de la firma. Se obtienen resultados que muestran que la estructura electrónica de baja energía de materiales complejos se puede determinar con una claridad y resolución sin precedentes. El uso del manipulador criogénico de helio tres y el resultado del ángulo basado en sincrotrón para la espectroscopia de emisión es una técnica basada en un efecto fotoeléctrico simple, que ha sido descubierta y explicada hace más de un siglo.

Hoy en día utilizamos esta técnica para determinar la estructura electrónica de los sólidos con una precisión muy alta. En nuestro enfoque. Utilizamos tres últimos logros en los campos de la radiación sincrotrón, la ciencia de superficies y la criogenia.

Utilizamos imágenes fotográficas de exudación sintonizables, que contribuyeron con la certeza de un milielectrón Walt. Detectamos la energía cinética de nuestros fotoelectrones con una incertidumbre de un milielectrón Walt, ¿y qué es más importante? Utilizamos criostato de helio tres, lo que permite mantener la temperatura de nuestras muestras por debajo de una columna.

Debido a estos tres, llamamos a nuestro sistema un cubo, utilizamos un criostato de helio de tres especialmente diseñado, que proporciona un acceso libre para la luz entrante y los electrones salientes. El diseño de nuestro sistema lo convierte en el más potente del mundo. Realmente. Con este sistema, es posible ver una superficie en una columna a través de la ventana de temperatura ambiente.

Con esta técnica y esta configuración, podemos responder a preguntas clave en el campo de los sistemas electrónicos. En particular para la superconductividad, podemos determinar la estructura del otro parámetro para averiguar qué impulsa el fenómeno. Este experimento utiliza la radiación de sincrotrón producida por el anillo de almacenamiento Bessie del timón, Holt Centrum Berlin.

Los fotones viajan por una línea de luz hasta nuestra estación final donde se monta una muestra. Comience con un solo cristal del material que se va a investigar aquí. La orina STR utiliza epoxi a base de plata para pegar la muestra al portamuestras.

El epoxi a base de plata garantiza un buen pegamento de contacto térmico y eléctrico. Un poste superior de aluminio a la superficie del monocristal. El poste superior se utilizará para cortar la muestra en ultra alto vacío para exponer un montaje en superficie anatómicamente limpio, el soporte de muestra en el bloqueo de carga comienza a evacuar el bloqueo de carga para minimizar la contaminación de la cámara de ultra alto vacío.

Controla la presión. Una vez que se haya alcanzado una presión de aproximadamente 10 a menos ocho milibares, transfiera el conjunto a la cámara de preparación y, posteriormente, a la cámara principal. El dedo frío y el portamuestras han sido especialmente diseñados para garantizar el mejor contacto térmico posible con la olla de helio.

Estas versiones de demostración muestran cómo se logra esto mediante el uso de superficies cónicas para aumentar el área de contacto. Las superficies cónicas se presionan entre sí, y el portamuestras y el dedo frío se fijan firmemente en su lugar mediante una tuerca y un perno de titanio. El sistema de transferencia ha sido diseñado para minimizar el contacto térmico con el conjunto, como se ve en esta unidad de demostración.

Esto se logra mediante el uso de un tubo de titanio delgado con múltiples aberturas como elemento portador principal del conjunto. Al final del brazo de transferencia, se utiliza un destornillador accionado por resorte dentro del conjunto para ajustar la posición angular de la muestra. El siguiente paso es orientar la muestra dentro del dedo frío a lo largo del asmuth utilizando el brazo de transferencia.

Fije la posición de la muestra apretando la tuerca mientras aplica una contrafuerza con el brazo de soporte unido al lado opuesto de la cámara. Cierre la muestra moviendo el manipulador hacia arriba de modo que el poste superior se elimine por interacción con el brazo de soporte. Con el obturador del haz cerrado, mueva la muestra a su posición en la línea del haz con el manipulador.

Una vez que la muestra esté en su lugar, asegúrese de que los protectores criogénicos estén cerrados correctamente. Comience a bombear en la olla de un kelvin y haga circular el gas helio tres para enfriar la muestra a la temperatura base. Abra el obturador del haz de la línea de haz.

Utilice los tornillos del micrómetro del aparato para ajustar la posición de la muestra de modo que esté en el foco de la lente del analizador. Este ajuste es crucial. Una vez que la configuración esté lista, cambie al modo de resolución de ángulo del analizador y registre el espectro en modo de barrido.

Esto generará datos para gráficos de ángulos de energía bidimensionales. Realiza un mapa de superficie de furia utilizando los datos. Seleccione ángulos polares que correspondan a pasos a nivel firme.

Para el estudio de la brecha superconductora del estrato, se registraron espectros de alta resolución en los ángulos polares elegidos por encima y por debajo de la temperatura de transición superconductora del estrato para investigar el comportamiento de la brecha superconductora. Aquí se muestra la intensidad de los fotoelectrones en función del ángulo de inclinación y la energía. Para una muestra de circonio tres Telururos.

Compare esto con el cálculo teórico de la estructura de banda para el mismo material. Una prueba estándar para la resolución de energía es medir el ancho completo a la mitad del máximo de la gaussiana, que cuando se contornea con la función de paso describe el borde firme. El ancho completo gaussiano a la mitad del ajuste máximo utilizado.

Estos datos para el indio recién evaporado son del orden, dos mili electrones vols. Aquí hay un gráfico de la curva de distribución de energía en una muestra superconductora de arseniuro de iones de litio tomada con el sistema. Como otro ejemplo de la resolución que se puede lograr aquí es la curva de distribución de momento en el nivel de firmeza del circonio tres telururos.

La resolución de energía total anticipada del sistema se expresa mediante la fórmula que se muestra aquí. El rendimiento real está muy cerca de este objetivo. A la izquierda se muestra un espectro típico tomado para estudiar la brecha superconductora del estrato brunato para T igual a 970 milikelvin.

La flecha indica el momento correspondiente a la curva de distribución de energía a la derecha. La imagen de la derecha muestra el desplazamiento del borde delantero de la curva de distribución de energía integrada para una muestra de str y orina por encima y por debajo de la temperatura de transición superconductora. El espectro utilizado para el cálculo se muestra a la izquierda.

La ventana de impulso se indica mediante el ancho de la flecha roja. El espacio corresponde a un punto de superficie firme en la banda cerca de la diagonal de la zona de la pared Brill como otro ejemplo. Aquí está el cambio de la curva de distribución de energía en función de la temperatura desde otro punto en la superficie firme del estrato.

Por último, el sistema permite medir el comportamiento típico de la temperatura de la energía de enlace del borde de ataque en las proximidades del cruce de dos superficies de furia. Una vez dominada, esta técnica se puede realizar en ocho horas si todo se realiza correctamente. Eso es dentro de un turno de una operación típica de la zona sin.

Al intentar este procedimiento, es muy importante seguir todos los pasos descritos con un alto grado de precauciones, lubricando la muestra durante la transferencia de la muestra. Una escisión fallida debido a una mala preparación de la muestra o simplemente a un mal ajuste, todo ello podría llevar al fracaso de todo el experimento. Esta técnica proporciona la información sobre la estructura electrónica de un objeto sólido o inana.

Con el nuevo nivel de precisión, tenemos acceso a los mapas de superficie firme, la dispersión de la curvatura y la comparación con estos datos, con los cálculos de la estructura de la curva EB nos permite determinar la aleatorización del ancho de banda o la normalización de la velocidad. Por lo tanto, podemos juzgar sobre la complejidad de los materiales en términos de las correlaciones. Las estructuras definidas cerca del nivel de la empresa permiten detectar las huellas dactilares de la interacción entre los electrones y otros grados de libertad como fonones, plasmina o imanes.

Utilizando el estudio sistemático de la dependencia del momento, se puede ver la dependencia de la brecha superconductora en función del momento. Obteniendo así la información sobre todos los parámetros, su simetría y estructura. Este experimento puede proporcionar la prueba definitiva para las teorías existentes, así como estimular nuevos caminos de investigación.