Técnicas de Fotoemisión

Daniel Rojo López

Técnicas de fotoemisión

● Espectroscopía

Técnicas de fotoemisión

● Experimentos de espectroscopía

● Experimentos de fotoemisión

FOTONES

Técnicas de fotoemisión

● Efecto fotoeléctrico

12me v

2=h−W

Técnicas de fotoemisión

● RESULTADOS DE LA FOTOEMISIÓN:

● Distribución de probabilidad que debe ser interpretada.

● Los picos nos dan información sobre la composición interna de la muestra:

● Salto de energía ● Estructura de la red

Técnicas de fotoemisión

/Mediante la fluorescencia por rayos x podemos estudiar la composición de la muestra.

Técnicas de fotoemisión

● Baja energía● Espectroscopía Raman (luz visible)

● Dispersión de fonones ópticos

● Espectroscopía Infrarojos●Gaps en semiconductores

Técnicas de fotoemisión

● a) Absorción de Rayos X

● b) Fluorescencia de rayos X

● c) PES

● d) Auger

Técnicas de fotoemisión

● Espectroscopía con Rayos X (XPS)● Absorción de Rayos X

● Energía de estados electrónicos

● Fluorescencia de Rayos X● Análisis químico, detección de impurezas...

● Espectroscopía de fotoemisión (PES)● ARPES (Angle resolved emission spectroscopy)

● Estructura de bandas, superconductores (d-wave)...

● Auger spectroscopy

Técnicas de fotoemisión

● Otras técnicas de fotoemisión:● Cristalografía (Rayos X a-10-9m)● Espectroscopía con Rayos UV (UPS)● ...

ARPES

Conservación de la energía: hν = E

kin + E

b + Φ

Conservación del momento:K= p / ħ = (2mE

kin)1/2 / ħ

ARPES

● Aplicaciones● Bandas electrónicas● Superficies de Fermi● Velocidades de Fermi y masas efectivas● Superconductores

(detección de d-wave gap)● Etc

ARPES

ARPES

● Ejemplos de resultados obtenidos con ARPES:

ARPES (d-wave)

Problema propuesto

● Hemos bombardeado una muestra de Cobre con Rayos X cuya longitud de onda es 48,3·1017 Hz. Medimos la energía de los electrones emitidos y obtenemos un espectro con dos picos claramente diferenciados en torno a 19,07 MeV y 10,98 MeV, que identificamos con los electrones arrancados de los orbitales 1s y 2s. Si la función de trabajo de nuestro espectrómetro es 12,3eV (energía promedio perdida en el espectrómetro durante la medición). ¿Cuál es la energía de enlace de los electrones en dichos orbitales?

Problema propuesto

● Hemos bombardeado una muestra de Cobre con Rayos X cuya longitud de onda es 48,3·1017 Hz. Medimos la energía de los electrones emitidos y obtenemos un espectro con dos picos claramente diferenciados en torno a 19,07 MeV y 10,98 MeV, que identificamos con los electrones arrancados de los orbitales 1s y 2s. Si la función de trabajo de nuestro espectrómetro es 12,3eV (energía promedio perdida en el espectrómetro durante la medición). ¿Cuál es la energía de enlace de los electrones en dichos orbitales?

E f=E kEb Eb=h−E k−

E f=h

SolucionesEnergíaenorbital s1=8979eVEnergíaenorbital s2=1096,7eV

Bibliografía

● Concepts of Theoretical Solid State PhysicsAlexander Altland y Ben Simons

● Introduction to Solid State Physics, 7thEditionCharles Kittel

● Probing the Electronic Structure of Complex Systems by State-of-the-Art ARPES

Andrea Damascelli University of British Columbia