As linhas de luz BL6U, BL7U, o recém-construído ramal BL7U e o anel de armazenamento de elétrons são destacados em linhas pontilhadas. A inserção superior (inferior) esquerda mostra o padrão de momento fotoelétron da superfície Au (111) medido usando BL6U (o ramo BL7U). Crédito: Prof. Grupo Fumihiko Matsui, Instituto de Ciência Molecular
A instalação UVSOR do Japão revela o primeiro microscópio de momento fotoelétron de linha de feixe duplo, aprimorando o estudo do comportamento dos elétrons em materiais e avançando a ciência dos materiais.
O primeiro microscópio de momento fotoelétron de linha de feixe duplo do mundo foi desenvolvido na Instalação Síncrotron UVSOR, no Japão. Esta estação experimental inovadora traz avanços no estudo do comportamento dos elétrons em materiais que governam as propriedades dos materiais, particularmente na análise de orbitais de valência.
Compreender o comportamento dos elétrons nos materiais é crucial para o avanço da ciência dos materiais e da engenharia de dispositivos. A espectroscopia de fotoelétrons convencional fornece uma visão profunda da natureza da estrutura eletrônica dos sólidos. Atualmente, o desafio de pesquisar estruturas eletrônicas em escala micrométrica está sendo perseguido em todo o mundo. Um aparelho de espectroscopia de fotoelétrons com resolução de momento de última geração com função microscópica adicional, chamado de “microscópio de momento fotoelétron”, foi construído na Instalação Síncrotron UVSOR, Instituto de Ciência Molecular, Japão, revolucionando as análises em escala micrométrica do comportamento de elétrons.
Colaboração e Atualização Tecnológica
Pesquisadores do Instituto de Ciência Molecular / Universidade de Pós-Graduação em Estudos Avançados, SOKENDAI, em colaboração com a Universidade de Osaka, atualizaram este analisador avançado e estação experimental para usar duas linhas de luz onduladas como fontes de excitação. Ao ramificar a linha de luz ultravioleta de vácuo (VUV) existente BL7U, a luz VUV tornou-se agora simultaneamente disponível no microscópio de momento fotoelétron, além de um feixe de raios X suaves da linha de luz BL6U.
O primeiro “microscópio de momento fotoelétron de linha de feixe duplo” do mundo permite 1) medições seletivas de elementos usando luz de raios X suave de incidência rasante e 2) medições altamente simétricas usando luz VUV de incidência normal. Aproveitar a flexibilidade dessas fontes de luz cria um novo caminho para análises multimodais do comportamento dos elétrons. Particularmente, enfatizamos que a espectroscopia de fotoelétrons na configuração de incidência normal só está disponível com este aparelho no UVSOR em todo o mundo. A configuração altamente simétrica com tal incidência normal facilita, principalmente, análises precisas do orbital de valência via fóton análise de elementos de matriz de transição dependente de polarização. Neste trabalho, aplicamos esta abordagem aos elétrons de valência da superfície Au(111).
Esta microscopia exclusiva de momento fotoelétron de linha de feixe duplo oferece insights mais profundos sobre o comportamento dos elétrons em materiais, campos inovadores da física da matéria condensada, ciência molecular e ciência dos materiais.
Referência: “Desenvolvimento de microscopia de momento fotoelétron de linha de feixe duplo para análise orbital de valência” por Kenta Hagiwara, Eiken Nakamura, Seiji Makita, Shigemasa Suga, Shin-ichiro Tanaka, Satoshi Keraa e Fumihiko Matsui, maio de 2024, Jornal de radiação síncrotron.
DOI: 10.1107/S1600577524002406
A pesquisa foi financiada pelo MEXT Fostering Joint International Research (B) e pelo MEXT Grant-in-Aid for Scientific Research(S).
