Durchbruch beim Blick in die Tiefe
Einem internationalen Team von Wissenschaftlern ist ein wichtiger Durchbruch in der Untersuchung der elektronischen Eigenschaften von Festkörpern gelungen. Maßgeblich an der Forschung ist auch Dr. Christian Papp vom Arbeitskreis von Prof. Dr. Hans-Peter Steinrück, Lehrstuhl für Physikalische Chemie II, beteiligt. Ihre Ergebnisse haben sie in der Zeitschrift Nature Materials (doi:10.1038/nmat3089) veröffentlicht.
Das Wissenschaftlerteam aus Deutschland, den USA und Japan benutzte für ihre Untersuchungen die winkelaufgelöste Photoemissionsspektroskopie (ARPES, Angle-Resolved Photoelectron Spectroscopy), die bereits seit den 1970er Jahren ihre Anwendung findet. Damit konnten bisher jedoch nur die obersten Atomlagen von Oberflächen untersucht werden. Durch Nutzung härterer Röntgenstrahlung gelang es den Wissenschaftlern nun einen mehr als zehnmal tieferen Blick auf die Elektronen im Inneren von Festkörpern zu werfen. Diese Methode wird es in Zukunft erlauben Materialeigenschaften wie Supraleitfähigkeit, Magnetismus, elektrische Leitfähigkeit von neuen Materialien zu bestimmen und zu verstehen.
Die Abbildung zeigt eine berechnete Elektronenverteilung im Inneren von Wolfram, wobei ein hellerer Farbton eine höhere Elektronendichte angibt. Die x-Achse entspricht dem Wellenvektor, die y-Achse der Energie. In dem Artikel haben die Wissenschaftler einen Blick auf die Elektronen im Inneren von Wolfram und Galliumarsenid geworfen.
Abb.: Berechnete Eletronendichteverteilung von Wolfram bei einer Anregung mit 6 keV. (Hrsg.: Nature Materials)
Kontakt:
Dr. Christian Papp
christian.papp@chemie.uni-erlangen.de
Originalveröffentlichung:
A. X. Gray et al.: “Probing bulk electronic structure with hard X-ray angle-resolved photoemission”, Nature Materials, online 14. August 2011, DOI: 10.1038/nmat3089.
