从内部成像分子：利用自由电子激光通过光电子全息术实现分子的超快、埃级结构测定
原子物理
2015-05-14 v1 仪器与探测器
摘要
我们阐述了一种基于 (i) 即将到来的明亮 X 射线自由电子激光 (FEL) 源、(ii) 新型能量和角度色散、大面积电子成像器以及 (iii) 众所周知的光电子全息术的新方案，该方案能够以埃级空间分辨率和飞秒时间分辨率，对中小型分子进行时间相关的三维结构测定。通过泵浦脉冲诱导分子动力学、波包运动、解离、通过锥形交叉点或异构化，X 射线 FEL 探测脉冲从分子内部特定且明确的位置（单个原子的深核心能级）在几飞秒内发射出 keV 光电子，从而将这种运动可视化。光电子在出射过程中发生衍射，在探测器上生成一个全息图，该全息图编码了光电离瞬间的分子结构，从而提供了“来自分子内部的飞秒快照图像”。我们展示了在各种近似下（复杂度递增）的详细计算，并演示了以埃级空间分辨率对分子空间结构进行三维重建。由于光吸收截面大，该方法将 FEL 设想的基于 X 射线衍射的时间相关结构研究扩展到无法通过任何其他方法访问的新样品类别。其中包括气相中的稀薄样品，例如排列、取向或构象选择的分子、超冷系综和/或主要包含不能有效散射 X 射线的轻原子的分子或团簇物体。
引用
@article{arxiv.0910.3078,
title = {Imaging Molecules from Within: Ultra-fast, {\AA}ngstr\"om Scale Structure Determination of Molecules via Photoelectron Holography using Free Electron Lasers},
author = {F. Krasniqi and B. Najjari and L. Strüder and D. Rolles and A. Voitkiv and J. Ullrich},
journal= {arXiv preprint arXiv:0910.3078},
year = {2015}
}
备注
18 pages, 11 figures