Hamburg 2001 – scientific programme

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O: Oberflächenphysik

O 11: Zeitaufgelöste Spektroskopie

O 11.8: Talk

Monday, March 26, 2001, 18:00–18:15, M

Spektroskopie und Dynamik von Oberflächenzuständen auf der Si(100)2×1-Oberfläche mit zeitaufgelöster Zweiphotonenphotoemission — •M. Kutschera, Ch. Orth, C. Kentsch, T. Groth, M. Weinelt und Th. Fauster — Lehrstuhl für Festkörperphysik, Universität Erlangen-Nürnberg, Staudtstr. 7, 91058 Erlangen, Germany

Mit der zeitaufgelösten Zweiphotonenphotoemission ist es möglich, in ein und demselben Experiment sowohl besetzte, als auch unbesetzte elektronische Zustände zu spektroskopieren. Durch Einführen eines Zeitversatzes zwischen Pump- und Probe-Photonenpuls kann direkt die Lebensdauer der unbesetzten Zustände bestimmt werden.

Auf der Si(100)2×1-Oberfläche wurde der besetzte und der unbesetzte Dangling-Bond-Zustand der asymmetrischen Dimer-Rekonstruktion mit Energien von 0.26 eV unter bzw. 0.70 eV über dem Valenzbandmaximum spektroskopiert. Ein weiterer Zustand 0.7 eV unter dem Vakuumniveau könnte ein Bildladungspotentialzustand sein.

Bei der Untersuchung der Elektronendynamik mit Hilfe der zeitaufgelösten Zweiphotonenphotomemission finden sich Lebensdauern von wenigen fs bis hin zu mehreren Hundert ps, je nachdem, ob der untersuchte Oberflächenzustand in Resonanz zu Volumenzuständen steht oder es sich um einen Zustand in der Bandlücke handelt. Das beobachtete indirekte Pumpen und bi-exponentielle Zerfallen der Population des unbesetzten Dangling-Bond-Zustandes wird mit phononenassistierter Intra- und Interband-Streuung erklärt.