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无空间电荷的超快极紫外光电子能谱

光学 2018-10-01 v2 材料科学 原子物理 化学物理

摘要

来自表面的时间与角分辨光电子能谱可用于在超快时间尺度上记录凝聚态中电子与空穴的动力学。然而,以往使用极紫外(XUV)光的超快光电子实验受限于空间电荷效应、低光子通量或有限调谐范围。在本文中,我们描述了无空间电荷的XUV光电子能谱实验,利用工作在88 MHz重复频率的可调谐腔增强高次谐波源,实现了高达5 nA的平均样品电流。该源在18至37 eV的宽光子能量范围内以 58×100  μ58 \times 100 \; \mum2^2 光斑尺寸向样品提供隔离谐波中 >1011> 10^{11} 光子/秒。由光电子能谱数据,我们给出了XUV脉冲时长与光子能量带宽的保守上限分别为93 fs与65 meV。高光电流、光电子谱无空间电荷畸变以及各谐波级的优异隔离,使我们能观测到边带振幅低至 6×1046 \times 10^{-4} 的激光辅助光电效应,从而在全新体制下实现时间分辨XUV光电子实验。

关键词

引用

@article{arxiv.1801.08124,
  title  = {Ultrafast extreme ultraviolet photoemission without space charge},
  author = {Christopher Corder and Peng Zhao and Jin Bakalis and Xinlong Li and Matthew D. Kershis and Amanda R. Muraca and Michael G. White and Thomas K. Allison},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1801.08124},
  year   = {2018}
}