Magyar Tudományos Akadémia Atommagkutató IntézetDebrecen Valósidejű megfigyelések atomi időskálán Tőkési Károly.

Az előadások a következő témára: "Magyar Tudományos Akadémia Atommagkutató IntézetDebrecen Valósidejű megfigyelések atomi időskálán Tőkési Károly."— Előadás másolata:

1 Magyar Tudományos Akadémia Atommagkutató IntézetDebrecen Valósidejű megfigyelések atomi időskálán Tőkési Károly

2 Atomi ionizáció rövid és intenzív elektromos térrel – Klasszikus kép A klasszikus pályák megjelenítése

3 Renata hristoph Lemell Joachim Burgdörfer Institute for Theoretical Physics, Vienna University of Technology, A1040 Vienna Austria Sándor Borbély Ladislau Nagy Faculty of Physics, Babes-Bolyai University, Str. Koga˘lniceanu Nr. 1, 400084 Cluj-Napoca, Romania Renata Pazourek Stefan Nagele Christoph Lemell Joachim Burgdörfer Institute for Theoretical Physics, Vienna University of Technology, A1040 Vienna Austria Sándor Borbély Ladislau Nagy Faculty of Physics, Babes-Bolyai University, Str. Koga˘lniceanu Nr. 1, 400084 Cluj-Napoca, Romania Együttműködők

4 Tartalom Történeti háttér Klasszikus kép Klassziku pályájú Monte Carlo módszer Eredmények — Atto-másodperces ionizáció — Fotoelektronok (látszólagos) keletkezési idejének meghatározása atto-másodperces „csíkozott” (streaking) spektrumok segítségével Összegzés

5 Úttörő Munka Időfeloldásos mozgás tanulmányozása Eadweard Muybridge: The horse in motion (1878)

6 t 10 0 ssecond 10 -3 smillisecond 10 -6 smicrosecond 10 -9 snanosecond 10 -12 spicosecond 10 -15 sfemtosecond 10 -18 sattosecond  Az elektronok kvantumdinamikai időskálája Időskála: ultrarövid

7 Milyen rövid a rövid? Femto másodperces impulzus: Molekuláris mozgások Elektronikus legerjesztések Elektron mozgás kisebb gerjesztésű Rydberg atomokban (n » 10) Atto másodperces impulzus: Alapállapoti elektron mozgás atomokban molekulákban és szilárdtestekben Pico másodperces impulzus: Elektron mozgás nagyon magasan gerjesztett Rydberg atomokban 10 -9 s 10 -12 s 10 -15 s 10 -18 s t “rövid”: abszolult időskála

8 Klasszikus nemperturbatív módszer Vizsgálati módszer: Klasszikus pályájú Monte Carlo közelítés Coulomb vagy modell potenciál: – „Elméleti kísérlet” A többtest kölcsönhatások figyelembevétele céltárgymag elektron Lövedék V(r TP ) V(r Te ) V(r Pe ) v Kezdeti feltételek véletlen választása Ütközést leíró paraméterek meghatározása: Nagyszámú egyedi pálya nyomon követése. vpvp ^ R ^ z b y ^ x e(r e ) P(r P ) T(rT)T(rT) C B O (r Te ) A ^ ^ z y ^ x e(r e ) T(rT)T(rT) O (r Te ) A Electric pulse

9 A lézer tér erőssége: - polarizáció vektor - Impulzus hossz =0.05 a.u. – a vivő hullám körfrekfenciája Igen gyors, pillanat korlát

10 Időfeloldásos fote-elktron emiszió felületekből

11 V(r) θ Rugalmas szórás: e - primary e - secondary Rugalmatlan szórás: detektrohoz CTMC transzport szimuláció

12 A szimuláció vázlata Másodlagos elektronok Visszaszórt elsődleges elektronok

13 sávszerkezet volfrám 5d 4 6s 2 4f 14 hν XUV = 91 eV FWHM = 6 eV E -5.25 -16 -31.5 -32.5 0 5p 6 -36.9 83 volfrám a = 3.16 Å d (110) = 2.24 Å 58 evanescent wave: I ~ exp(-2kz) k ~ 0.013/Å ~17 atomic layers A gerjesztési spektrum mélységi profilja

14 t = 0 : XUV impulzus maximuma Idő különbség:  t = 42 as Lemell et al., PRA 79, 062901 (2009) Elektronok kilépéséhez szükséges idő 100 90 80 70 60 50 40 30 energy [eV] escape time [as] 500 400 300 200 100 0 -100

15 Késleltetés – szimulál  t ~ 40 – 80 as Késleltetés - kísérlet  t = 65 ± 25 as W szimulált csíkozódás spektruma Lemell et al., PRA 79, 062901 (2009)

16 Összefoglalás - klasszikus elméleti leírás hatékonyan alkalmazható atto- másodperces „csíkozott” (streaking) spektrumok leírására. A szimuláció három szintje: a)XUV – a vizsgálandó rendszer gerjesztése b)IR – rögzíti a csíkozott spektrumot c) Elektron transzport a szilárd mintában További lehetőségek Atomi mozgások megfigyelése Ne(2s), Ne(2p) Kristály effektusok figyelembevétele Plasmon gerjesztések vékonyrétegekben Fullerénbe ágyazott egyedi atomok vizsgálata

17 Köszönöm a figyelmet!