Wetenschap
Upgrade van foto-elektronenmomentummicroscopie met dubbele bundellijn bevordert de valentie-orbitale analyse
'S Werelds eerste foto-elektronenmomentummicroscoop met dubbele bundellijn is ontwikkeld in de UVSOR Synchrotron Facility, Japan. Dit innovatieve experimentele station zorgt voor doorbraken in het bestuderen van het gedrag van elektronen in materialen die de materiaaleigenschappen bepalen, met name in het analyseren van valentie-orbitalen.
Het begrijpen van het gedrag van elektronen in materialen is cruciaal voor de vooruitgang van de materiaalkunde en apparaattechniek. Conventionele foto-elektronenspectroscopie biedt diepgaand inzicht in de aard van de elektronische structuur van vaste stoffen. Momenteel wordt de uitdaging van het onderzoeken van elektronische structuren op micrometerschaal over de hele wereld nagestreefd.
Een ultramodern momentum-opgelost foto-elektronenspectroscopieapparaat met extra microscopische functie, genaamd "foto-elektronenmomentummicroscoop", werd gebouwd in de UVSOR Synchrotron Facility, Institute for Molecular Science, Japan, wat een revolutie teweegbracht in analyses op micrometerschaal van het gedrag van elektronen.
Onderzoekers van het Institute for Molecular Science / The Graduate University for Advanced Studies, SOKENDAI, in samenwerking met de Universiteit van Osaka, hebben deze geavanceerde analysator en experimenteel station geüpgraded om twee undulatorbundellijnen als excitatiebronnen te gebruiken. Door de bestaande vacuüm-ultraviolette (VUV) bundellijn BL7U te vertakken, is VUV-licht nu gelijktijdig beschikbaar gekomen bij de foto-elektronenmomentummicroscoop, naast een zachte röntgenbundel van de bundellijn BL6U. Het werk is gepubliceerd in het Journal of Synchrotron Radiation .
's Werelds eerste "foto-elektronenmomentummicroscoop met dubbele bundellijn" maakt 1) elementselectieve metingen mogelijk met behulp van zacht röntgenlicht met strijkinval en 2) zeer symmetrische metingen met behulp van VUV-licht met normale inval. Door gebruik te maken van de flexibiliteit van deze lichtbronnen ontstaat een nieuw pad voor multimodale analyses van het gedrag van elektronen.
Foto-elektronenspectroscopie in de configuratie met normale incidentie is met dit apparaat alleen beschikbaar bij UVSOR wereldwijd. Een zeer symmetrische configuratie met een dergelijke normale inval maakt nauwkeurige analyses van de valentie-orbitaal mogelijk via fotonpolarisatie-afhankelijke transitiematrix-elementanalyse. In dit werk pasten de onderzoekers deze benadering toe op de valentie-elektronen van het Au(111)-oppervlak.
Deze unieke dual-beamline foto-elektronenmomentummicroscopie biedt diepere inzichten in het gedrag van elektronen in materialen, en baant innovatieve gebieden van de fysica van de gecondenseerde materie, de moleculaire wetenschap en de materiaalkunde.
UVSOR-synchrotronfaciliteit
UVSOR is een synchrotronstralingsfaciliteit bij het Institute for Molecular Science, Japan, met 's werelds hoogste prestaties op het gebied van extreem ultraviolette energie en wordt veel gebruikt door binnenlandse en buitenlandse onderzoekers. Het extreem ultraviolette energiebereik is geschikt voor het observeren van het gedrag van elektronen die verantwoordelijk zijn voor de eigenschappen van moleculen en vaste stoffen.
Synchrotronstraling uitgezonden door een elektronenopslagring met een omtrek van ongeveer 50 meter wordt geïntroduceerd in meer dan een dozijn experimentele stations waarin een grote verscheidenheid aan onderzoeken op het gebied van biowetenschappen, milieu- en energiewetenschappen, maar ook natuur- en chemische wetenschappen worden uitgevoerd. Hoewel het de op een na oudste synchrotronstralingsfaciliteit in Japan is sinds het eerste licht werd waargenomen in 1983, behoudt het met succes de modernste prestaties dankzij tweemaal intensieve upgrades.