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FU Berlin
Digitale Dissertation

Arthur Hotzel :
Femtosekunden-Elektronendynamik der Adsorbat-bedeckten Cu(111)-Oberfläche
Femtosecond Electron Dynamics of the Adsorbate-Covered Cu(111) Surface

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|Zusammenfassung| |Inhaltsverzeichnis| |Ergänzende Angaben|

Zusammenfassung

Die Elektronendynamik der Cu(111)-Oberfläche mit den physisorbierten Adsorbaten Xe, N2 und O2 sowie dem Chemisorbat Benzol wurde mit zeitaufgelöster Zwei-Photonen-Photoemission (2PPE) untersucht.

Die unbesetzten elektronischen Zustände der Physisorbat-Systeme sind vom Typ der Bildladungszustände der sauberen Metalloberfläche. Sie sind sehr empfindlich auf Art und Zahl der Adsorbat-Lagen, wie am Beispiel von Xe und N2 gezeigt wird. Diese Abhängigkeit beruht auf den Kontinuums-Eigenschaften der Adsorbate (Elektronenaffinität, Dielektrizitätskonstante und Leitungsband-Dispersion) und wird durch das Modell des dielektrischen Kontinuums beschrieben.

Die Untersuchungen werden auf die Hetero-Schichtsysteme N2/Xe und O2/Xe auf Cu(111) ausgedehnt. Die Lebensdauer des ersten unbesetzten Zustands von O2/Xe/Cu(111) zeigt eine resonanzartige Abhängigkeit von der Zahl der Xe-Zwischenlagen, die auf eine Kopplung mit dem niedrigsten unbesetzten O2-Orbital zurückgeführt wird. Die unbesetzten Zustände von N2/Xe/Cu(111) sind Bildladungszustände mit hohen Lebensdauern von bis zu 1.6 ps. Bei ihnen tritt zusätzlich zum Zerfall ins Substrat-Volumen eine Intraband-Relaxation parallel zur Oberfläche auf. Diese wird auf die Anregung niederenergetischer N2-Schwingungen zurückgeführt, eines der ersten Beispiele für Energietransfer von Elektronen in Bildladungszuständen auf Adsorbat-Kernkoordinaten.

Bei Benzol auf Cu(111) zeigen die Bildladungszustände eine deutliche Abhängigkeit von der Morphologie der C6H6-Lagen. Ein unbesetzter Zustand, der als Endzustand im 2PPE-Prozess auftritt, wird dem b2g-Orbital des Benzols zugeordnet.

Zusätzlich wird demonstriert, dass der genaue Anregungspfad des 2PPE-Prozesses aufgrund der Abhängigkeit des Signals von der Laserlicht-Polarisation identifiziert werden kann. Für verschiedene Fälle direkter Anregung (ohne zusätzliche Streuprozesse) werden analytische Ausdrücke für Spektrum und Zeitverhalten hergeleitet.


Inhaltsverzeichnis

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Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Experimenteller Aufbau

3. 2PPE von Oberflächenzuständen auf Cu(111)

4. Bildladungszustände auf physisorbierten Adsorbatschichten und das Modell des dielektrischen Kontinuums

5. Hetero-Schichtsysteme auf Cu(111)

6. 2PPE von Benzol auf Cu(111)

7. Abschließende Zusammenfassung


Ergänzende Angaben:

Online-Adresse: http://www.diss.fu-berlin.de/1999/55/index.html
Sprache: Deutsch
Keywords: time-resolved two-photon photoemission; ultrafast electron dynamics; Cu(111); adsorbates; electronic surface states; image potential states; dielectric continuum model; intraband relaxation
DNB-Sachgruppe: 29 Physik, Astronomie
Klassifikation PACS: 73.20.At; 73.20.Dx; 73.20.Hb; 73.40.Ns; 73.50.Gr; 78.47.+p; 79.60.Bm; 79.60.Dp; 41.20.Cv; 42.50.Ct
Datum der Disputation: 15-Jul-99
Entstanden am: Fachbereich Physik, Freie Universität Berlin
Erster Gutachter: Prof. Dr. Gerhard Ertl
Zweiter Gutachter: Prof. Dr. Karl-Heinz Rieder
Kontakt (Verfasser): hotzel@fhi-berlin.mpg.de
Kontakt (Betreuer): wolf@fhi-berlin.mpg.de
Abgabedatum:01-Oct-99
Freigabedatum:06-Oct-99

 


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