Streubühr, Carla:
Elektronenbeugung mit Femtosekunden Zeitauflösung : Analyseverfahren zur Interpretation der Gitteranregung
Duisburg, Essen, 2014
2014dissertation
Physics (incl. Astronomy)Faculty of Physics » Experimental Physics
Title:
Elektronenbeugung mit Femtosekunden Zeitauflösung : Analyseverfahren zur Interpretation der Gitteranregung
Author:
Streubühr, CarlaLSF
Place of publication:
Duisburg, Essen
Year of publication:
2014
Extent
X, 151 S.
DuEPublico 1 ID:
URN:
Library shelfmark
Note:
Duisburg, Essen, Univ., Diss., 2014

Abstract:

In dieser Dissertation werden zeitaufgelöste Elektronenbeugungsexperimente an den Materialien Bismut und Nickel vorgestellt, die in Transmissions- (TED) und Reflexionsgeometrie (RHEED) durchgeführt wurden. Eine Modifikation der Quellgröße des Elektronenpulses in den TED-Experimenten hat zu einem größeren Detailreichtum der Beugungsbilder geführt. Im RHEED-Experiment ist mit der Verwendung von schräggestellten Pulsfronten der anregenden Laserpulse eine Verbesserung der Zeitauflösung auf etwa 1 ps realisiert worden. Zur Analyse der zeitabhängigen Streuintensitätsänderungen wurde basierend auf dem Debye-Waller-Effekt ein Verfahren entwickelt, dass es prinzipiell ermöglicht die mittleren quadratischen Auslenkungen parallel und senkrecht zur Oberfläche der Probe zu ermitteln. Die Interpretation der TED-Experimente an Bismut lieferte eine Zeitkonstante für die Anregung der Volumenmoden von etwa 3 ps. Aus dem Vergleich zum oberflächenempfindlichen RHEED-Experiment kann geschlossen werden, dass die Anregung der Oberflächenmoden über einen Energietransfer von den Volumenmoden auf einer Zeitskala von 12 ps geschieht. Die größere Änderung der absoluten Beugungsintensität beim RHEED-Experiment lässt den Schluss zu, dass neben dem größeren Impulsübertrag bei RHEED vor allem die größere Auslenkung der Oberflächenatome dafür verantwortlich ist. In den Transmissionsbeugungsexperimenten wurden sowohl auf l ≠ 0 Ordnungen (Experimente an einer gedrehten Bismutprobe) als auch auf l = 0 Ordnungen bei senkrechter Inzidenz der Elektronen (Experimente an Nickel) Modulationen der Streuintensitätsänderungen beobachtet. Diese sind auf longitudinale akustische Wellen zurück zu führen. Ursache der Streuintensitätsänderungen ist die Verformung und Verlagerung der Ellipsoide im reziproken Gitter, wobei letztere ausschließlich bei Ordnungen mit l ≠ 0 auftritt. Die Beobachtungen können qualitativ mit einem vereinfachten Modell in Periodizität und Vorzeichen der Streuintensätsänderung beschrieben werden. Die Beugungsexperimente liefern unter anderem auch die Zeitkonstanten für die Dämpfung der Expansions- und Kompressionwellen.