Willkommen in der AG Horn-von Hoegen

Künstlerische Darstellung eines Plasmonenfokus mit austretenden Elektronen

08.11.2017 Publikation in Nano Letters erschienen

Nano Letters 17, 6569 (2017)
Dass die Beleuchtung einer Oberfläche mit Licht einer hinreichend hohen Photonenenergie zu der Emission von Elektronen führt ist ein wohlbekanntes Konzept der Festkörperphysik. Aber ist eine Elektronenemission auch aufgrund von Oberflächen Plasmon Polaritonen möglich? Oberflächen Plasmon Polaritonen sind Elektronendichtemodulationen, die optisch an einer Edelmetalloberfläche angeregt werden können, und die nach Anregung als Welle über die Oberfläche propagieren. Die Elektronendichtemodulation ist an ein elektrisches Feld an der Oberfläche gekoppelt, so dass die Annahme vernünftig klingt, dass auch ohne Licht – und nur mit Plasmonen eine Elektronenemission möglich sein sollte. Um diese Hypothese zu testen, hat das TR-PEEM Team um Prof. Frank Meyer zu Heringdorf mit spezifisch strukturierten Gitterkopplern Plasmonenwellen in einen kleinen Punkt fokussiert. Mittels zeitaufgelöster Mikroskopie (mit femtosekunden Zeitauflösung) war es dem Team möglich, die Prozesse der Photoemission und der plasmoneninduzierten Elektronenemission (Plasmoemission) eindeutig in Raum und Zeit zu trennen. Da im Plasmonenfokus die Intensität extrem hoch ist, wurde beobachtet, dass die Emission stark nichtlinear ist – bis zu fünf Plasmonenquanten wurden vor Emission von einem Elektron absorbiert.

Künstlerische Darstellung eines fokussierten Oberflächenplasmons
Künstlerische Darstellung eines fokussierten Oberflächenplasmons

12.07.2017 Publikation in Science Advances erschienen

Science Advances 3 (2017)
Licht lässt sich nicht beliebig fokussieren. Auch bei Verwendung noch so großer Linsen wird statt eines Fokuspunktes eine Strahltaille gebildet, deren minimaler Durchmesser immer noch vergleichsweise groß ist. In der jetzt in der Zeitschrift „Science Advances“ erschienenen Publikation hat das Team um Prof. Dr. Frank Meyer zu Heringdorf in Kooperation mit Kollegen aus Stuttgart und Haifa einen Trick benutzt, um indirekt Licht dennoch in einen nanoskopisch kleinen Fleck zu fokussieren. Hierzu wurde mit 800 nm Licht zunächst an der Unterseite kleiner Goldplättchen ein Oberflächen-Plasmon Polariton mit einer Wellenlänge von 180 nm angeregt. Das Oberflächenplasmon konnte dann in einem stehenden Wellenfeld fokussiert werden, wobei Elektronen aus einem Fleck mit kleinster Abmessung von nur 60nm emittiert wurden.

Bildquelle: Dr. Andreas Lücke, Universität Paderborn
Bildquelle: Dr. Andreas Lücke, Universität Paderborn

30.03.2017 Publikation in NATURE erschienen

Nature 544, 207 (2017)
Unter Verwendung ultraschneller Elektronenbeugung konnte die Dynamik eines durch Femtosekunden-Laserpulse getriebenen strukturellen Phasenübergangs mit atomarer räumlicher und zeitlicher Auflösung beobachtet werden. Mit einer auf unter 350 fs (10-15 s) gesteigerten Zeitauflösung ist es Dr. T. Frigge erstmals gelungen, die Bewegung der Atome zu verfolgen. Diese bahnbrechenden Ergebnisse wurden, ergänzt durch Arbeiten der AG Bovensiepen und durch Theorie aus Paderborn (AG Schmidt), jetzt in „Nature“ veröffentlicht.

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Pressemitteilung Uni-Due: Deutsch English

Bildquelle: Florian Sterl & Nikolai Strohfeldt, Universität Stuttgart
Bildquelle: Florian Sterl & Nikolai Strohfeldt, Universität Stuttgart

17.03.2017 Publikation in SCIENCE erschienen

Science 355, 1187 (2017)
In Kooperation mit Wissenschaftlern der Universitäten in Haifa (Israel), Kaiserslautern und Stuttgart hat das Team um Prof. Dr. Frank Meyer zu Heringdorf eine Arbeit in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift SCIENCE veröffentlicht. Unter Verwendung zeitaufgelöster nichtlinearer Photoemission war es gelungen, die zeitliche Dynamik spiralförmig auf ein Zentrum zulaufender Oberflächen-Plasmon-Polaritonenwellen zu beobachten. Die spiralförmigen Plasmonenwellen zeigen einen Bahndrehimpuls, der durch Verwendung zirkular polarisierte femtosekunden Laserpulse auf die Plasmonenwelle aufgeprägt werden konnte.

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