Volltextdatei(en) vorhanden
Titel: Development of Ultrabright Electron Sources and Time-Resolved Low-Energy Electron Diffractometer (LEED)
Sonstige Titel: Entwicklung ultraheller Elektronenquellen und zeitaufgelöster Niedrigenergie-Elektronendiffraktometer (LEED)
Sprache: Englisch
Autor*in: Lee, Chiwon
Schlagwörter: Time-Resolved Low-Energy Electron Diffraction; Electron Source Development; Surface Science; Streaking
Erscheinungsdatum: 2019
Tag der mündlichen Prüfung: 2019-09-27
Zusammenfassung: 
Niederenergetische Elektronenbeugung (‚Low Energy Electron Diffraction‘, LEED) ist in der Lage, die Oberflächenstruktur von Materie mit bis zu einschichtiger Empfindlichkeit und atomarer räumlicher Auflösung zu bestimmen. Mit dieser oberflächensensitiven Technik kann bei entsprechender Einführung von Femtosekunden-Pump-Probe-Protokollen eine chemische Reaktion der Oberfläche, die atomare und molekulare Strukturänderungen an der Oberfläche begleitet, in einem ultraschnellen Zeitmaßstab abgebildet werden. In dieser Arbeit wird eine zeitaufgelöste LEED Technik
für den angegebenen Zweck demonstriert, indem die neueste ‚streak camera‘ Technologie mit dem Ziel genutzt wird, eine zeitliche Auflösung von weniger als einer Pikosekunde für ein Elektronenbündel mit niedriger Energiedichte zu realisieren (Elektronenanzahl > 104 pro Puls). Für einen energiearmen Elektronenpuls mit niedriger Dichte (<102 Elektronen pro Puls) wird die aktive Steuerung der Pulsdauer durch eine auf Lichtwellenleitern basierende, niederenergetische Elektronenquelle demonstriert. Eine solche Steuerung ist die für die Bestimmung des beobachtbaren Zeitfensters der Dynamik in ‚streak camera‘ Experimenten von Bedeutung. Darüber hinaus wurde ein On-Chip Nanospitzen Feldemitter mit zwei integrierten Elektroden entwickelt, um eine ultrahelle Elektronenquelle herzustellen, die einen hochkohärenten und gebündelten Elektronenstrahl mit großem Strahlstrom erzeugen kann. Die zeitaufgelösten Messdaten werden getrennt für einen direkten als auch einen gebeugten Strahl analysiert. Somit können Artefakte, die durch kurzlebige elektrische Felder verursacht werden, von den eigentlich interessanten strukturveränderungsgetriebenen Phänomenen getrennt werden.

Low-energy electron diffraction (LEED) is capable of determining the surface structure of matter with few- to monolayer sensitivity and atomic spatial resolution. This surface-sensitive technique, with appropriate introduction of femtosecond pump-probe protocols, is capable of imaging a surface chemical reaction accompanying atomic and molecular structural changes at the surface on an ultrafast timescale. In this thesis, a transmission-mode time-resolved LEED is demonstrated for the expressed purpose by exploiting the state-of-the-art streak camera technology with the aim of the realization of subpicosecond temporal resolution for a high density low-energy electron bunch (>104 number of electrons per bunch). For a low density low-energy electron bunch (<102 number of electrons per bunch), active control of the bunch duration is demonstrated by an optical fiber-based low-energy electron gun, important to determine the observable time-window of dynamics in streaking experiments. In addition, an on-chip double-gated nanotip field emitter is developed for the purpose of
making an ultrabright electron source that can generate a highly coherent and collimated electron beam with large beam current. The time-resolved measurement data are analyzed separately for a direct and diffracted beam in order to separate artificial kinetics caused by the transient electric field effect from the structural change-driven one of prime interest.
URL: https://ediss.sub.uni-hamburg.de/handle/ediss/6029
URN: urn:nbn:de:gbv:18-100490
Dokumenttyp: Dissertation
Betreuer*in: Miller, R.J. Dwayne (Prof. Dr.)
Enthalten in den Sammlungen:Elektronische Dissertationen und Habilitationen

Dateien zu dieser Ressource:
Datei Beschreibung GrößeFormat  
Dissertation.pdf18.93 MBAdobe PDFÖffnen/Anzeigen
Zur Langanzeige

Diese Publikation steht in elektronischer Form im Internet bereit und kann gelesen werden. Über den freien Zugang hinaus wurden durch die Urheberin / den Urheber keine weiteren Rechte eingeräumt. Nutzungshandlungen (wie zum Beispiel der Download, das Bearbeiten, das Weiterverbreiten) sind daher nur im Rahmen der gesetzlichen Erlaubnisse des Urheberrechtsgesetzes (UrhG) erlaubt. Dies gilt für die Publikation sowie für ihre einzelnen Bestandteile, soweit nichts Anderes ausgewiesen ist.

Info

Seitenansichten

61
Letzte Woche
Letzten Monat
geprüft am 15.04.2021

Download(s)

22
Letzte Woche
Letzten Monat
geprüft am 15.04.2021
Werkzeuge

Google ScholarTM

Prüfe