Сверхбыстрая электронная дифракция (UED) - это экспериментальный метод накачки-зондирования, основанный на сочетании оптической спектроскопии накачки-зондирования и дифракции электронов.. UED предоставляет информацию о динамических изменениях структуры материалов. В методе UED фемтосекундный (fs) лазерный оптический импульс возбуждает (перекачивает) образец в возбужденное, обычно неравновесное состояние. Импульс накачки может вызывать химические, электронные или структурные переходы. Через конечный промежуток времени на образец падает фс-импульс электронов. Электронный импульс претерпевает дифракцию в результате взаимодействия с образцом. Затем дифракционный сигнал регистрируется прибором для подсчета электронов, например камерой CCD. В частности, после того, как электронный импульс дифрагирует от образца, рассеянные электроны образуют дифракционную картину (изображение) на ПЗС-камере. Этот шаблон содержит структурную информацию об образце.Регулируя разницу во времени между приходом (к образцу) пучков накачки и зондирующих лучей, можно получить серию дифракционных картин в зависимости от различных разностей времени. Серии дифракционных данных могут быть объединены для создания движущегося изображения изменений, которые произошли в данных. UED может обеспечить динамику носителей заряда, атомов и молекул.
Производство электронных импульсов Электронные импульсы производятся в процессе фотоэмиссии, в котором оптический импульс fs направляется на фотокатод . Если падающий лазерный импульс имеет подходящую энергию, электроны будут выбрасываться из фотокатода посредством процесса, известного как фотоэмиссия.
Сжатие электронных импульсов Обычно используются два метода для сжатия электронных импульсов, чтобы преодолеть расширение ширины импульса из-за кулоновского отталкивания. Генерация сверхкоротких электронных пучков с высоким потоком была относительно простой, но длительность импульса менее пикосекунды оказалась чрезвычайно сложной из-за эффектов пространственного заряда. Взаимодействия пространственного заряда усиливаются с увеличением заряда сгустка и быстро действуют, увеличивая длительность импульса, что, по-видимому, привело к неизбежному компромиссу между сигналом (заряд сгустка) и временным разрешением в экспериментах по сверхбыстрой дифракции электронов (UED). Радиочастотное (RF) сжатие стало ведущим методом уменьшения расширения импульса в экспериментах с UED.
Источники [ править ]
- Шринивасан, Рамеш; Лобастов Владимир А .; Руан, Чонг-Ю; Зеваил, Ахмед Х. (2003). «Сверхбыстрая электронная дифракция (UED): новая разработка для четырехмерного определения переходных молекулярных структур». Helvetica Chimica Acta . 86 (6): 1761. DOI : 10.1002 / hlca.200390147 .
- Скиани, Жермен; Миллер, Р. Дж. Дьюэйн (2011). «Фемтосекундная электронная дифракция: предвестие эры динамики с атомным разрешением». Отчеты о достижениях физики . 74 : 096101. дои : 10,1088 / 0034-4885 / 74/9/ 096101 .
- Chatelain, Роберт П .; Моррисон, Вэнс Р.; Godbout, Крис; Сивик, Брэдли Дж. (2012). «Сверхбыстрая электронная дифракция с радиочастотными сжатыми электронными импульсами». Письма по прикладной физике . 101 (8): 081901. DOI : 10,1063 / 1,4747155 .
