Angolo-spettroscopia di fotoemissione risolta A ultra-basse temperature

L'obiettivo generale del seguente esperimento è quello di determinare la struttura elettronica a bassa energia di solidi a temperature ultra-basse utilizzando la spettroscopia di fotoemissione risolta ad angolo o arrp pez con radiazione di sincrotrone. Nelle strutture di radiazione di sincrotrone, camera ad altissimo vuoto attaccata alla linea del fascio, un singolo cristallo del materiale studiato viene tagliato, esponendo una superficie atomicamente pulita come secondo passo. Il campione viene raffreddato al di sotto di un Kelvin, il che garantisce un allargamento minimo della temperatura e la vicinanza allo stato fondamentale del materiale.

Successivamente, l'intensità dell'emissione fotografica viene registrata in funzione dell'inclinazione, dell'angolo e dell'energia e della geometria statica. Ruotando il campione, le informazioni possono essere raccolte da un'ampia porzione dello spazio di energia della quantità di moto necessario per ottenere la mappa della superficie di rassodamento e le dispersioni vicine al livello dell'impresa Si ottengono risultati che mostrano che la struttura elettronica a bassa energia di materiali complessi può essere determinata con chiarezza e risoluzione senza precedenti. Utilizzando l'elio tre criomanipolatore e il sincrotrone basato su arrp e Angle result per la spettroscopia di emissione è una tecnica basata su un semplice effetto fotoelettrico, che è stato scoperto e spiegato più di un secolo fa.

Oggi utilizziamo questa tecnica per determinare la struttura elettronica dei solidi con una precisione molto elevata. Nel nostro approccio. Utilizziamo tre recenti risultati nel campo della radiazione di sincrotrone, della scienza delle superfici e della criogenia.

Utilizziamo immagini fotografiche di essudazione sintonizzabili, che hanno contribuito alla certezza di un milli elettrone di Walt. Rileviamo l'energia cinetica dei nostri fotoelettroni con un'incertezza di un millielettrone Walt, e cosa c'è di più importante? Utilizziamo il criostato elio tre, che consente di mantenere la temperatura dei nostri campioni al di sotto di una colonna.

A causa di questi tre chiamiamo il nostro sistema un cubo, utilizziamo un criostato a tre elio appositamente progettato, che fornisce un accesso gratuito per la luce in entrata e gli elettroni in uscita. Il design del nostro sistema lo rende il più potente al mondo. Infatti. Con questo sistema, è possibile vedere una superficie in corrispondenza di una colonna attraverso la finestra a temperatura ambiente.

Con questa tecnica e questa configurazione, possiamo rispondere a domande chiave nel campo dei sistemi elettronici. In particolare per la superconduttività, possiamo determinare la struttura dell'altro parametro per scoprire cosa guida il fenomeno. Questo esperimento utilizza la radiazione di sincrotrone prodotta dall'anello di stoccaggio Bessie del timone, Holt Centrum Berlin.

I fotoni viaggiano su una linea di luce fino alla nostra stazione finale dove è montato un campione. Iniziate con un singolo cristallo del materiale da studiare qui. STR urinare utilizzare resina epossidica a base d'argento per incollare il campione al portacampioni.

La resina epossidica a base di argento garantisce una buona colla per contatto termico ed elettrico. Un palo superiore in alluminio sulla superficie del singolo cristallo. Il montante superiore verrà utilizzato per sciacquare il campione in ultra alto vuoto per esporre un supporto superficiale anatomicamente pulito, il supporto del campione nel blocco del carico inizierà a evacuare il blocco del carico per ridurre al minimo la contaminazione della camera ad ultra alto vuoto.

Monitorare la pressione. Una volta raggiunta una pressione di circa 10 a meno otto millibar, trasferire il gruppo nella camera di preparazione e successivamente nella camera principale. Il dito freddo e il portacampione sono stati appositamente progettati per garantire il miglior contatto termico possibile con il potenziometro dell'elio.

Queste versioni dimostrative mostrano come ciò si ottenga utilizzando superfici coniche per aumentare l'area di contatto. Le superfici coniche sono premute l'una contro l'altra e il supporto del campione e il dito freddo sono fissati saldamente in posizione utilizzando un dado e un bullone in titanio. Il sistema di trasferimento è stato progettato per ridurre al minimo il contatto termico con l'assemblaggio, come si vede in questa unità dimostrativa.

Ciò si ottiene utilizzando un sottile tubo di titanio con più aperture come elemento portante principale del gruppo. All'estremità del braccio di trasferimento, un cacciavite a molla all'interno del gruppo viene utilizzato per regolare la posizione angolare del campione. Il passo successivo consiste nell'orientare il campione all'interno del dito freddo lungo l'asmuto utilizzando il braccio di trasferimento.

Fissare la posizione del campione serrando il dado mentre si applica una forza contraria con il braccio di supporto fissato al lato opposto della camera. Pulire il campione spostando il manipolatore verso l'alto in modo che il montante superiore venga rimosso dall'interazione con il braccio di supporto. Con l'otturatore del fascio chiuso, spostare il campione in posizione nella linea del fascio utilizzando il manipolatore.

Una volta che il campione è in posizione, assicurarsi che gli scudi criogenici siano chiusi correttamente. Iniziare a pompare sul vaso da un kelvin e far circolare il gas elio tre per raffreddare il campione alla temperatura di base. Aprire l'otturatore del raggio della linea del raggio.

Utilizzare le viti micrometriche sull'apparecchio per regolare la posizione del campione in modo che si trovi al fuoco della lente dell'analizzatore. Questa regolazione è fondamentale. Una volta che la configurazione è pronta, passare alla modalità di risoluzione dell'angolo dell'analizzatore e registrare lo spettro in modalità spazzata.

Questo genererà dati per grafici bidimensionali dell'angolo di energia. Conduci una mappa della superficie della furia utilizzando i dati. Selezionare gli angoli polari che corrispondono saldamente ai passaggi a livello.

Per lo studio della lacuna superconduttiva dello strato urinato, registrare spettri ad alta risoluzione agli angoli polari scelti sopra e sotto la temperatura di transizione superconduttiva dello strato urinato per studiare il comportamento della lacuna superconduttiva. Qui è mostrata l'intensità dell'elettrone fotografico in funzione dell'angolo di inclinazione e dell'energia. Per un campione di tellururo di zirconio tre.

Confrontate questo con il calcolo teorico della struttura a bande per lo stesso materiale. Un test standard per la risoluzione energetica consiste nel misurare l'intera larghezza a metà del massimo della gaussiana, che se contorta con la funzione a gradino descrive il bordo fermo. La vestibilità gaussiana a tutta larghezza a metà del massimo utilizzato.

Questi dati per l'indio appena evaporato sono dell'ordine, due milli di elettroni in volume. Ecco un grafico della curva di distribuzione dell'energia in un campione superconduttore di arseniuro di ioni di litio prelevato con il sistema. Un altro esempio della risoluzione che può essere raggiunta qui è la curva di distribuzione della quantità di moto al livello di rassodamento del tellururo di zirconio tre.

La risoluzione energetica complessiva prevista del sistema è espressa dalla formula qui riportata. Le prestazioni effettive sono molto vicine a questo obiettivo. A sinistra c'è uno spettro tipico preso per studiare il gap superconduttore dello strato brunato per T uguale a 970 millikelvin.

La freccia indica la quantità di moto corrispondente alla curva di distribuzione dell'energia a destra. L'immagine a destra mostra lo spostamento del bordo d'attacco della curva di distribuzione dell'energia integrata per un campione di str e urinare sopra e sotto la temperatura di transizione superconduttiva. Lo spettro utilizzato per il calcolo è mostrato a sinistra.

La finestra del momento è indicata dalla larghezza della freccia rossa. La fessura corrisponde a un punto della superficie di rassodamento sulla fascia vicino alla diagonale della zona della parete di Brill, come un altro esempio. Ecco lo spostamento della curva di distribuzione dell'energia in funzione della temperatura da un altro punto sulla superficie solida dello strato.

Infine, il sistema consente di misurare il comportamento tipico della temperatura dell'energia di legame del bordo d'attacco in prossimità dell'incrocio di due superfici di furia. Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita entro otto ore se tutto viene eseguito correttamente. Ciò avviene entro un turno da una tipica operazione della zona syn.

Durante il tentativo di eseguire questa procedura, è molto importante seguire tutti i passaggi descrivibili con un alto grado di precauzioni, lubrificando il campione durante il trasferimento del campione. La scissione non riuscita a causa di una cattiva preparazione del campione o semplicemente di scarse regolazioni, tutto potrebbe portare al fallimento dell'intero esperimento. Questa tecnica fornisce le informazioni sulla struttura elettronica di un oggetto solido o inana.

Con il nuovo livello di precisione, abbiamo accesso alle mappe della superficie solida, alla dispersione della piega e al confronto con questi dati, con i calcoli della struttura di piegatura EB ci consente di determinare la randomizzazione della larghezza di banda o la normalizzazione della velocità. Pertanto, possiamo giudicare la complessità dei materiali in termini di correlazioni. Strutture definite vicino al livello dell'azienda consentono di rilevare le impronte digitali dell'interazione tra gli elettroni e altri gradi di libertà come fononi, plasmina o magneti.

Utilizzando lo studio sistematico dipendente dalla quantità di moto, si può vedere la dipendenza della lacuna superconduttiva in funzione della quantità di moto. In questo modo si ottengono le informazioni su tutti i parametri, la sua simmetria e struttura. Questo esperimento può fornire il test definitivo per le teorie esistenti e stimolare nuovi percorsi di indagine.