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ERC

Laser-ARPES Risultato in breve

Project ID: 207901
Finanziato nell'ambito di: FP7-IDEAS-ERC
Paese: Svizzera

Una nuova fonte di luce per rivoluzionare la spettroscopia fotoelettronica

La spettroscopia laser di fotoemissione risolta in angolo (ARPES) è una tecnica sperimentale potente e sensibile, utilizzata per studiare la fisica delle superfici. Alcuni scienziati finanziati dall’UE hanno sviluppato un’alternativa fonte di luce ultravioletta di sincrotone, che risulta economica e offre una possibilità senza precedenti di approfondire la conoscenza sulla struttura elettronica della superficie dei solidi.
Una nuova fonte di luce per rivoluzionare la spettroscopia fotoelettronica
La tecnica laser ARPES è una promettente tecnologia recentemente introdotta, utilizzata per studiare la fotoemissione di elettroni da un campione. Utilizzando una luce ultravioletta monocromatica per eccitare i fotoelettroni provenienti da solidi cristallini, tale tecnica misura la distribuzione di intensità come funzione della loro energia cinetica e dell’angolo di emissione. Poiché l’energia cinetica degli elettroni espulsi è strettamente associata alla struttura elettronica interna, l’analisi della spettroscopia fotoelettronica consente di intuire più a fondo le proprietà fondamentali fisiche e chimiche del materiale.

Nell’ambito del progetto LASER-ARPES (Laser based photoemission: Revolutionizing the spectroscopy of correlated electrons), gli scienziati hanno rivelato una fonte di luce ultravioletta laser alternativa, che supera ampiamente i limiti connessi con le fonti di luce sincrotoniche. I costi elevati per la costruzione e la manutenzione dell’acceleratore e la necessità di convertire un’ampia gamma di lunghezze d’onda in una che contenga una banda stretta (un processo inefficiente) ostacola un impiego diffuso della radiazione di sincrotrone.

Il team del progetto ha sviluppato un sistema ARPES da laboratorio, che si serve di un compatto laser a diodo amplificato con due raddoppiatori di frequenza di risonanza come fonte di eccitazione. A confronto con gli acceleratori ARPES di sincrotrone, questo laser offre un flusso luminoso superiore di due ordini di grandezza in un’ampiezza di banda molto più stretta.

I primi esperimenti di test con questa nuova fonte sono stati eseguiti su stati di superficie sp nel Cu(111), un sistema modello famoso per lo studio della struttura elettronica dei materiali. Gli scienziati sono riusciti a risolvere per la prima volta una riduzione al minuto della degenerazione di spin in tale stato, che deriva dalla simmetria di inversione interrotta in corrispondenza della superficie.

La nuova fonte di luce di LASER-ARPES rivoluziona la spettroscopia fotoelettronica, fornendo nozioni senza precedenti sulle strutture elettroniche dei materiali. Può anche migliorare significativamente la sensibilità al volume di ARPES, consentendo studi su materiali per i quali prima risultavano impossibili.

Informazioni correlate

Keywords

Spettroscopia fotoelettronica, spettroscopia di fotoemissione risolta in angolo, ultravioletto, LASER-ARPES
Numero di registrazione: 188507 / Ultimo aggiornamento: 2016-09-09
Dominio: Tecnologie industriali