Beobachtung der elektronischen bandstruktur von argon clustern 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? 12.03.2010 Elektronische Bänder in Argon Cluster DPG 2010

Einleitung Experiment Resultate Diskussion Ausblick Danksagung Synchrotron- Strahlung Magnetspitze Cluster- Strahl Drifttube mit homogenem magn. Feld MCP Detektor mit Phosphorschirm Magnetische Flasche Scienta Detektor BESSY – Röntgenquelle T ~ 40-90 K p ~ 0.5 - 3 bar d = 80 µm p ~ 10-4-10-3 mbar Argon Skimmer Argon - Clusterquelle X-Ray Elektronen Spektroskopie bei BESSY II Cluster quelle Systembedingte Größenverteilung der Cluster Scienta SES200 Elektronendetektor Messungen unter 57° - magic angle Magnetische Flasche Elektrondetektor Messungen mit 4π Raumwinkel 12.03.2010 Elektronische Bänder in Argon Cluster DPG 2010

Einleitung Experiment Resultate Diskussion Ausblick Danksagung Argon 3p Monomer mit magnetischer Flasche Normalized intensity / arb. u. Binding energy / eV Monomer Anregungsenergie = 17.1 eV 3p3/2 3p1/2 12.03.2010 Elektronische Bänder in Argon Cluster DPG 2010

Elektronische Bänder in Argon Cluster DPG 2010 Einleitung Experiment Resultate Diskussion Ausblick Danksagung Argon Cluster mit magnetischer Flasche 12.03.2010 Elektronische Bänder in Argon Cluster DPG 2010

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) 12.03.2010 Elektronische Bänder in Argon Cluster DPG 2010

Einleitung Experiment Resultate Diskussion Ausblick Danksagung Argon Monomer mit magnetischer Flasche 12.03.2010 Elektronische Bänder in Argon Cluster DPG 2010

Einleitung Experiment Resultate Diskussion Ausblick Danksagung Argon Cluster (<N> = 24) mit magnetischer Flasche 12.03.2010 Elektronische Bänder in Argon Cluster DPG 2010

Einleitung Experiment Resultate Diskussion Ausblick Danksagung Argon Cluster (<N> = 42) mit magnetischer Flasche 12.03.2010 Elektronische Bänder in Argon Cluster DPG 2010

Einleitung Experiment Resultate Diskussion Ausblick Danksagung Argon Cluster (<N> = 96) mit magnetischer Flasche 12.03.2010 Elektronische Bänder in Argon Cluster DPG 2010

Einleitung Experiment Resultate Diskussion Ausblick Danksagung Argon Cluster (<N> = 190) mit magnetischer Flasche 12.03.2010 Elektronische Bänder in Argon Cluster DPG 2010

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) 12.03.2010 Elektronische Bänder in Argon Cluster DPG 2010

Einleitung Experiment Resultate Diskussion Ausblick Danksagung Clustergrößenverteilung mit Hilfe des Ar-3s Volumen- zu Oberfläche-Verhältnisses Normalized intensity / arb. u. Monomer Oberfläche Volumen kinetic energy / eV 12.03.2010 Elektronische Bänder in Argon Cluster DPG 2010

Einleitung Experiment Resultate Diskussion Ausblick Danksagung Vergleich der Clustergrößenbestimmung <N> nach Skalierungsgesetz Gemessenes Volumen zu Oberflächenverhältnis <N> gemäß Volumen zu Oberfläche 40 0.63 160 90 0.7 200 150 0.9 300 12.03.2010 Elektronische Bänder in Argon Cluster DPG 2010

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) 12.03.2010 Elektronische Bänder in Argon Cluster DPG 2010

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 12.03.2010 Elektronische Bänder in Argon Cluster DPG 2010

Einleitung Experiment Resultate Diskussion Ausblick Danksagung Dank gilt: Diskussionspartnern D. Menzel P. Feulner M. Scheffler A. Stampfl BESSY Finanzielle Unterstützung DFG ASG der MPG Fond der chem. Industrie Und Ihnen für Ihre Aufmerksamkeit 12.03.2010 Elektronische Bänder in Argon Cluster DPG 2010

ENDE