Les lignes de lumière BL6U, BL7U, la branche BL7U nouvellement construite et l'anneau de stockage d'électrons sont mis en évidence en pointillés. L'encadré supérieur (inférieur) gauche montre le modèle de moment photoélectronique de la surface Au (111) mesuré à l'aide de BL6U (la branche BL7U). Crédit : Groupe Prof. Fumihiko Matsui, Institut des sciences moléculaires
L'installation UVSOR du Japon dévoile le premier microscope à impulsion photoélectronique à double faisceau, améliorant l'étude du comportement des électrons dans les matériaux et faisant progresser la science des matériaux.
Le premier microscope à impulsion photoélectronique à double faisceau au monde a été développé à l'installation de synchrotron UVSOR, au Japon. Cette station expérimentale innovante apporte des avancées dans l'étude du comportement des électrons dans les matériaux régissant les propriétés des matériaux, notamment dans l'analyse des orbitales de valence.
Comprendre le comportement des électrons dans les matériaux est crucial pour le progrès de la science des matériaux et de l’ingénierie des dispositifs. La spectroscopie photoélectronique conventionnelle fournit un aperçu approfondi de la nature de la structure électronique des solides. Actuellement, le défi de la recherche sur les structures électroniques à l’échelle micrométrique se poursuit partout dans le monde. Un appareil de spectroscopie photoélectronique à résolution impulsionnelle de pointe doté d'une fonction microscopique supplémentaire, appelé « microscope à impulsion photoélectronique », a été construit à l'installation synchrotron UVSOR de l'Institut des sciences moléculaires du Japon, révolutionnant les analyses du comportement à l'échelle micrométrique. d'électrons.
Collaboration et mise à niveau technologique
Des chercheurs de l'Institut des sciences moléculaires/Université supérieure d'études avancées de SOKENDAI, en collaboration avec l'Université d'Osaka, ont amélioré cet analyseur avancé et cette station expérimentale pour utiliser deux lignes de lumière d'onduleurs comme sources d'excitation. En divisant la ligne de lumière ultraviolette sous vide (VUV) BL7U existante, la lumière VUV est désormais disponible simultanément au microscope à impulsion photoélectronique en plus d'un faisceau de rayons X mous provenant de la ligne de lumière BL6U.
Ce premier « microscope à impulsion photoélectronique à double faisceau » au monde permet 1) des mesures sélectives d'éléments à l'aide de la lumière à rayons X doux à incidence rasante et 2) des mesures hautement symétriques à l'aide de la lumière VUV à incidence normale. Tirer parti de la flexibilité de ces sources lumineuses crée une nouvelle voie pour les analyses multimodales du comportement des électrons. En particulier, nous soulignons que la spectroscopie photoélectronique dans la configuration à incidence normale n'est disponible qu'avec cet appareil à l'UVSOR dans le monde entier. Une configuration hautement symétrique avec une telle incidence normale facilite notamment les analyses précises de l'orbite de valence via photon analyse des éléments de matrice de transition dépendante de la polarisation. Dans ce travail, nous avons appliqué cette approche aux électrons de valence de la surface Au(111).
Cette microscopie photoélectronique à impulsion unique à double faisceau offre des informations plus approfondies sur le comportement des électrons dans les matériaux, dans des domaines innovants de la physique de la matière condensée, de la science moléculaire et de la science des matériaux.
La recherche a été financée par le MEXT Fostering Joint International Research (B) et par une subvention MEXT pour la recherche scientifique (S).
