Transcript Electronic energy bands in argon clusters / DPG2011

Marko Förstel
Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
AG Hergenhahn: U.Hergenhahn, M.Mucke, T. Arion, T. Lischke, H.-P. Rust,
A. Bradshaw
Einleitung
Experiment Resultate Diskussion Ausblick Danksagung
Cluster – von Monomer zu Festkörper

Cluster sind Systeme zwischen
Monomer und Festkörper
 Bandstruktur charakteristisch für Festkörper

Fragestellung: Ab welcher Größe bilden
Argoncluster eine Bandstruktur aus?
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Einleitung
Experiment
Resultate Diskussion Ausblick Danksagung
Magnetische Flasche SynchrotronScienta
Detektor
 X-Ray
Elektronen
Spektroskopie bei BESSY II
Strahlung
BESSYArgon
– Röntgenquelle
- Clusterquelle
~ 0.5 - quelle
3 bar T ~ 40-90 K
 pCluster
d = 80 µm
 Systembedingte Größenverteilung der Cluster

Scienta SES200 Elektronendetektor
 Messungen unter 57° - magic angle
Magnetspitze
Argon
Drifttube mit
Skimmer
p ~ Elektrondetektor
mbar
MCP Detektor
 Magnetische Flasche
homogenem
Clustermit
magn. Feld
 Messungen mit 4π Raumwinkel
Strahl
Phosphorschirm
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10-4-10-3
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Einleitung Experiment
Resultate
Diskussion Ausblick Danksagung
Normalized intensity / arb. u.
Argon 3p Monomer mit magnetischer Flasche
Monomer
Anregungsenergie = 17.1 eV
3p3/2
3p1/2
Binding energy / eV
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Einleitung Experiment
Resultate
Diskussion Ausblick Danksagung
Argon Cluster mit magnetischer Flasche
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Einleitung Experiment
Resultate
Diskussion Ausblick Danksagung
Argon Cluster (<N> = 600) mit Scienta
Rote Linie zu sehen
in den Daten von
Schwentner et al.1
Gemessen an
polykristallinem Argon
1Schwentner
et al.
Phys. Rev. Lett. 34,
538 (1975)
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Einleitung Experiment
Resultate
Diskussion Ausblick Danksagung
Argon Monomer mit magnetischer Flasche
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Einleitung Experiment
Resultate
Diskussion Ausblick Danksagung
Argon Cluster (<N> = 24) mit magnetischer Flasche
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Einleitung Experiment
Resultate
Diskussion Ausblick Danksagung
Argon Cluster (<N> = 42) mit magnetischer Flasche
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Einleitung Experiment
Resultate
Diskussion Ausblick Danksagung
Argon Cluster (<N> = 96) mit magnetischer Flasche
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Einleitung Experiment
Resultate
Diskussion Ausblick Danksagung
Argon Cluster (<N> = 190) mit magnetischer Flasche
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Einleitung Experiment Resultate

Diskussion
Ausblick Danksagung
Clustergrößenverteilung nach
Skalierungsgesetz von Hagena et al.1
<N> = 37
<N> = 3000
1
O. F. Hagena et al. J. Chem. Phys. 56, 1793 (1972)
2
R. Karnbach et. al. Rev. Sci. Instr. 64, 2828 (1993)
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Einleitung Experiment Resultate
Diskussion
Ausblick Danksagung
Normalized intensity / arb. u.
Clustergrößenverteilung mit Hilfe des Ar-3s Volumen- zu
Oberfläche-Verhältnisses
Monomer
Oberfläche
Volumen
kinetic energy / eV
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Einleitung Experiment Resultate
Diskussion
Ausblick Danksagung
Vergleich der Clustergrößenbestimmung
<N> nach
Skalierungsgesetz
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Gemessenes Volumen
zu
Oberflächenverhältnis
<N> gemäß Volumen
zu Oberfläche
40
0.63
160
90
0.7
200
150
0.9
300
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Einleitung Experiment Resultate
Diskussion
Ausblick Danksagung

Eine Band-Dispersion ist bereits bei
sehr kleinen Clustern zu beobachten
(<N> ≈ 150 - 200)

Die Dispersion ist in nicht orientierten
Cluster zu beobachten
 aber Intensitätsunterschiede des Bandfeatures
abhängig vom Beobachtungswinkel (Scienta
vs. magn. Flasche)
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Einleitung Experiment Resultate Diskussion
Ausblick
Danksagung

Bestimmung der Abhängigkeit des
dispersiven Features von der
Polarisationsrichtung des einfallenden
Lichtes

Messung des dispersiven Features in
einem Elektron – Ion - Koinzidenz
Experiments
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Einleitung Experiment Resultate Diskussion Ausblick
Danksagung
Dank gilt:

Diskussionspartnern

BESSY

Finanzielle Unterstützung
 D. Menzel
 P. Feulner
 M. Scheffler
 DFG
 A. Stampfl
 ASG der MPG
 Fond der chem. Industrie

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Und Ihnen für Ihre Aufmerksamkeit
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