Dresden 2013 – wissenschaftliches Programm

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HK: Fachverband Physik der Hadronen und Kerne

HK 48: Beschleunigerphysik X (Injektoren)

HK 48.4: Vortrag

Dienstag, 5. März 2013, 17:30–17:45, WIL-C205

Untersuchung der photoinduzierten Feldemission von Elektronen aus flachen n-Si-Kristallen — •Stephan Mingels, Benjamin Bornmann, Dirk Lützenkirchen-Hecht und Günter Müller — Bergische Universität Wuppertal

Moderne Freier-Elektronen-Laser wie XFEL oder FLASH stellen besondere Ansprüche an die Brillanz der Elektronenquelle. Derzeit werden Cs₂Te-Photokathoden eingesetzt, deren Billanz durch die thermische Emittanz begrenzt ist. Die photoinduzierte Feldemission (PFE) kombiniert die kurze Pulsdauer eines Lasers mit der geringen Emittanz feldemittierter Elektronen aus Metall- oder Halbleiterkathoden für robuste, hochbrillante Elektronenquellen. Deshalb wurde an der BUW ein UHV-PFE-Messsystem mit Gitterelektrode (Feldstärken bis zu 400 MV/m), durchstimmbarem Laser (0,5-5,9 eV) und Elektronenspektrometer (<38 meV Auflösung) zur Untersuchung flacher Kathoden aufgebaut [1]. Messungen zur PFE an flachen Au- und Ag-Kristallen unterschiedlicher Vorzugsorientierung zeigten resonante Elektronenemission sowie Hinweise auf PFE. So konnte an Ag(111) bei einer Photonenenerige von 4,68 eV, welche unterhalb der Austrittsarbeit von 4,74 eV liegt, eine exponentielle Feldabhängigkeit der Quanteneffizienz (QE) beobachtet werden. Jedoch wurden insgesamt nur geringe QE-Werte aufgrund der Relaxation der Elektronen im Metall gemessen. Daher sollen in Zukunft Messungen an Halbleiterkirstallen durchgeführt werden. Es sollen erste PFE-Ergebnisse an flachem n-Si gezeigt werden. [1] B. Bornmann et al., Rev. Sci. Instrum. 83, 013302 (2012)