Photoemission und Doppelphotoemission an Metallen und Oxiden mittels Erzeugung hoher Harmonischer

Abstract

Eine Herausforderung moderner Festkörperphysik ist die Beschreibung der Elektron-Elektron-Wechselwirkung, da diese zur Ausbildung von Vielteilcheneffekten wie Magnetismus und Supraleitung führt. Den direktesten experimentellen Zugang dazu bietet die Doppelphotoemission (DPE), in der es durch den Einfall eines Photons zur Emission zweier Elektronen kommt. In der vorliegenden Arbeit entstand ein weltweit einzigartiger experimenteller Aufbau zur Messung der energie- und winkelaufgelösten DPE an verschieden stark korrelierten Elektronensystemen. Die Bestandteile des Aufbaus bilden eine in dieser Arbeit entwickelte vakuumultraviolette Lichtquelle basierend auf der Erzeugung hoher Harmonischer und zwei zur Analyse der Elektronenpaare eingesetzte Flugzeitspektrometer. Neben der Charakterisierung des Aufbaus konzentriert sich der Hauptteil der Arbeit auf den Vergleich der Elektronenpaarverteilung schwach und stark korrelierten Elektronensysteme Ag und Cu bzw. NiO und CoO.

Studying interaction between electrons is one of the main focus of modern solid physics, which underlies many-body phenomena such as magnetism and superconductivity. The most direct experimental approach to electron-electron interaction is double photoemission (DPE), where one single photon excites the emission of two electrons. Within the scope of this thesis a worldwide unique DPE setup was built and applied to energy- and angle-resolved DPE on correlated electronic systems with different correlation strength. The DPE setup consists of a vacuum ultraviolet light source based on the high-order harmonic generation, which is developed from this work, as well as the two time-of-flight spectrometers to analyze the electron pairs. In addition to a detailed description of the setup, DPE on weakly correlated electronic systems like Ag and Cu is compared with the strongly correlated NiO and CoO.