Comprender el comportamiento de los electrones en los materiales es crucial para el avance de la ciencia de los materiales y la ingeniería de dispositivos. La espectroscopía fotoelectrónica convencional proporciona una visión profunda de la naturaleza de la estructura electrónica de los sólidos. Actualmente, el desafío de investigar estructuras electrónicas en escala micrométrica se persigue en todo el mundo.

En la instalación de sincrotrón UVSOR del Instituto de Ciencia Molecular de Japón se construyó un aparato de espectroscopia fotoelectrónica de última generación con resolución de momento y función microscópica adicional, llamado "microscopio de momento fotoelectrónico", revolucionando los análisis a escala micrométrica del comportamiento de electrones.

Investigadores del Instituto de Ciencia Molecular/Universidad de Graduados en Estudios Avanzados, SOKENDAI, en colaboración con la Universidad de Osaka, han actualizado este analizador avanzado y estación experimental para utilizar dos líneas de luz onduladoras como fuentes de excitación. Al ramificar la línea de luz ultravioleta de vacío (VUV) BL7U existente, la luz VUV ahora está disponible simultáneamente en el microscopio de momento fotoelectrónico, además de un haz de rayos X suaves de la línea de luz BL6U. El trabajo está publicado en el Journal of Synchrotron Radiation .

El primer "microscopio de impulso fotoelectrónico de línea de doble haz" del mundo permite 1) mediciones selectivas de elementos utilizando luz de rayos X suave de incidencia rasante y 2) mediciones altamente simétricas utilizando luz VUV de incidencia normal. Aprovechar la flexibilidad de estas fuentes de luz crea una nueva vía para análisis multimodales del comportamiento de los electrones.

La espectroscopía de fotoelectrones en la configuración de incidencia normal solo está disponible con este aparato en UVSOR en todo el mundo. La configuración altamente simétrica con una incidencia tan normal facilita análisis precisos del orbital de valencia mediante el análisis de elementos de matriz de transición dependiente de la polarización de fotones. En este trabajo, los investigadores aplicaron este enfoque a los electrones de valencia de la superficie de Au(111).

Esta exclusiva microscopía de momento fotoelectrónico de doble línea de haz ofrece conocimientos más profundos sobre el comportamiento de los electrones en los materiales, campos innovadores de la física de la materia condensada, la ciencia molecular y la ciencia de los materiales.

Instalación de sincrotrón UVSOR

UVSOR es una instalación de radiación sincrotrón en el Instituto de Ciencia Molecular de Japón con el rendimiento más alto del mundo en el rango de energía ultravioleta extrema y es ampliamente utilizada por investigadores nacionales y extranjeros. El rango de energía ultravioleta extrema es adecuado para observar el comportamiento de los electrones responsables de las propiedades de las moléculas y los sólidos.

La radiación sincrotrón emitida desde un anillo de almacenamiento de electrones con una circunferencia de unos 50 metros se introduce en más de una docena de estaciones experimentales, en las que se llevan a cabo una amplia variedad de investigaciones en biociencias, ciencias medioambientales y energéticas, así como ciencias físicas y químicas. Aunque es la segunda instalación de radiación sincrotrón más antigua de Japón desde que se observó la primera luz en 1983, mantiene con éxito un rendimiento de última generación a través de dos actualizaciones intensivas.