A atualização da microscopia de momento fotoelétron de linha de luz dupla avança na análise orbital de valência
As linhas de luz BL6U, BL7U, o ramal BL7U recém-construído e o anel de armazenamento de elétrons são destacados em linhas pontilhadas. A inserção superior (inferior) esquerda mostra o padrão de momento fotoelétron da superfície Au (111) medido usando BL6U (o ramo BL7U). Crédito:Grupo Prof. Fumihiko Matsui, Instituto de Ciência Molecular O primeiro microscópio de momento fotoelétron de linha de feixe duplo do mundo foi desenvolvido na Instalação Síncrotron UVSOR, no Japão. Esta estação experimental inovadora traz avanços no estudo do comportamento dos elétrons em materiais que governam as propriedades dos materiais, particularmente na análise de orbitais de valência.
Compreender o comportamento dos elétrons nos materiais é crucial para o avanço da ciência dos materiais e da engenharia de dispositivos. A espectroscopia de fotoelétrons convencional fornece uma visão profunda da natureza da estrutura eletrônica dos sólidos. Atualmente, o desafio de pesquisar estruturas eletrônicas em escala micrométrica está sendo perseguido em todo o mundo.
Um aparelho de espectroscopia de fotoelétrons com resolução de momento de última geração com função microscópica adicional, chamado "microscópio de momento fotoelétron", foi construído na Instalação Síncrotron UVSOR, Instituto de Ciência Molecular, Japão, revolucionando as análises em escala micrométrica do comportamento de elétrons.
Pesquisadores do Instituto de Ciência Molecular / Universidade de Pós-Graduação em Estudos Avançados, SOKENDAI, em colaboração com a Universidade de Osaka, atualizaram este analisador avançado e estação experimental para usar duas linhas de luz onduladas como fontes de excitação. Ao ramificar a linha de luz ultravioleta de vácuo (VUV) existente BL7U, a luz VUV tornou-se agora simultaneamente disponível no microscópio de momento fotoelétron, além de um feixe de raios X suaves da linha de luz BL6U. O trabalho foi publicado no Journal of Synchrotron Radiation .
O primeiro "microscópio de momento fotoelétron de linha de feixe duplo" do mundo permite 1) medições seletivas de elementos usando luz de raios X suave de incidência rasante e 2) medições altamente simétricas usando luz VUV de incidência normal. Aproveitar a flexibilidade dessas fontes de luz cria um novo caminho para análises multimodais do comportamento dos elétrons.
A espectroscopia de fotoelétrons na configuração de incidência normal só está disponível com este aparelho na UVSOR em todo o mundo. A configuração altamente simétrica com essa incidência normal facilita análises precisas do orbital de valência por meio da análise de elementos de matriz de transição dependente da polarização de fótons. Neste trabalho, os pesquisadores aplicaram esta abordagem aos elétrons de valência da superfície Au(111).
Esta microscopia exclusiva de momento fotoelétron de linha de feixe duplo oferece insights mais profundos sobre o comportamento dos elétrons em materiais, campos inovadores da física da matéria condensada, ciência molecular e ciência dos materiais.
Instalação síncrotron UVSOR
UVSOR é uma instalação de radiação síncrotron do Instituto de Ciência Molecular do Japão, com o desempenho mais alto do mundo na faixa de energia ultravioleta extrema e é amplamente utilizada por pesquisadores nacionais e estrangeiros. A faixa extrema de energia ultravioleta é adequada para observar o comportamento dos elétrons que são responsáveis pelas propriedades de moléculas e sólidos.
A radiação síncrotron emitida por um anel de armazenamento de elétrons com uma circunferência de cerca de 50 metros é introduzida em mais de uma dezena de estações experimentais nas quais são conduzidas uma ampla variedade de pesquisas em biociências, ciências ambientais e energéticas, bem como ciências físicas e químicas. Embora seja a segunda instalação de radiação síncrotron mais antiga do Japão desde que a primeira luz foi observada em 1983, ela mantém com sucesso o desempenho de última geração através de duas atualizações intensivas.
