传统表面科学技术与表面敏感的方位角和偏振依赖飞秒分辨和频产生光谱的集成
化学物理
2024-02-27 v1 材料科学
摘要
随着超高真空装置的广泛普及，实验上对界面电荷转移基本过程的洞察得以蓬勃发展，这些装置允许在宽温度范围内制备和表征具有明确分子吸附物的固体表面。分子吸附物的厚层或二维材料的异质结构通常排除了在此类表征中使用电子或原子作为探针的可能性。然而，使用线性光子入/光子出技术时，通常难以将观察到的光学响应归因于界面的特定部分。我们及先前的研究人员已在环境条件下的工作中证明，通过全面表征和频产生（SFG）光谱中二阶非线性光学极化率（即χ^(2)）的对称性，可以克服这一问题。本文描述了一个超高真空系统，该系统允许进行常规UHV样品制备与表征、飞秒和偏振分辨SFG光谱、全面描述χ^(2)对称性所需的方位角样品旋转，并具有足够的稳定性以进行扫描SFG显微术。我们通过在Pt(111)上吸附的CO和清洁Ag(111)表面的原理验证测量中展示了这些能力。由于该装置既允许对非线性极化率进行全面表征，又具备常规UHV装置的温度控制与样品制备/表征能力，我们预计它将在固体、二维材料异质结构的基础物理研究及应用探索中发挥巨大作用。
引用
@article{arxiv.2402.16138,
title = {Integration of Conventional Surface Science Techniques with Surface-Sensitive Azimuthal and Polarization Dependent Femtosecond-Resolved Sum Frequency Generation Spectroscopy},
author = {Zhipeng Huang and Tobias Roos and Yujin Tong and R. Kramer Campen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.16138},
year = {2024}
}