Photoelektronenwinkelverteilung im Molekülsystem – ein sensitiver Zugang zur elektronischen Struktur und Dynamik

• Antragsteller: Professor Dr. Philipp Demekhin
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 492619011

Die winkelaufgelösten Elektronen Emissionsverteilungen im Molekülkoordinatensystem für Photoionisations- und Zerfallsprozesse (die sogenannten Molekülsystem Winkelverteilungen, MFADs) sind bekannt als hochsensitive Sonde zur Strukturbestimmung von Molekülen. Wenn das emittierte Elektron das Ion verlässt, häuft es detaillierte Informationen über das System und dem Prozess selbst an und beleuchtet das Molekülpotential von Innen. MFADs sind gegeben durch die kohärente Superposition aller Übergangsamplituden für eine Emission der partiellen Elektronenkontinuumswellen und liefern als Konsequenz die vollständigste Information, welche sonst nicht zugänglich ist. In den letzten zwei Jahrzehnten wurden MFADs routinemäßig verwendet um Eigenschaften von elektronischen Anfangszuständen und der Lokalisierung von Innerschalen Vakanzen, Shape-resonanzen und Multi-Elektron Prozessen, Elektronenkorrelation und unterschiedlichen elektronischen Zerfallsprozessen, Molekulare Struktur und Geometrie, Kerndynamik hin zum Folgen von chemischen Reaktionen zu Untersuchen. Während der letzten zwei Jahrzehnte entwickelt und verbessert unsere Gruppe eine Methode zur theoretischen Beschreibung des Elektronenkontinuumsspektrum in Molekülen, welche als die single-center (SC) Methode bekannt ist. Sie erlaubt die akkurate Interpretation von winkelaufgelösten Ionisations- und Zerfallsprozessen in Molekülen. Mehrere erfolgreiche Anwendungen der SC Methode an jüngsten Experimenten zu der Core-Loch-Lokalisierung, der Doppel-Core-Loch Generation, dem interatomischen Coulomb Zerfall, den Nichtdipolaren (Retardierungs) Effekten, der Diffraktiven Bildgebung von Photoelektronen im molekularen Aufbruch, Zeitverzögerung in Photoionisation, usw., zeigten die Stärke von MFADs zum tieferen Verstehen dieser grundlegenden physikalischen Prozesse. Das vorgeschlagene theoretische Projekt zielt auf drei fundamentale und aktuelle Anwendungen ab und stimuliert dadurch neue, herausfordernde Experimente. Für unsere Studie wählen wir die einfachsten in ihrer elektronischen Struktur übereinstimmenden diatomischen Moleküle CO und N2. Zuerst schlagen wir eine systematische Studie von MFADs der sekundären Photoelektronen aus der Erzeugung eines Ein- und Doppelseitigen Doppelten-Core-Lochs vor um zu verstehen, wie sich verschiedene Symmetrien des Ionenpotentials in dem jeweiligen MFAD auswirken. Zweitens schlagen wir die Studie der Wirkung der durch hochenergetische Photonen verursachten Nichtdipolaren (Retardierungs) Effekte auf die Vorwärts/Rückwärts Asymmetrie der MFADs von hochenergetischen Photoelektronen aus den raumfixierten Molekülen vor. Schließlich beabsichtigen wir eine systematische Studie von Zeitverzögerungen in der Emission von Elektronen als Funktion der kinetischen Energie und einem Emissionswinkel bezüglich der molekularen Achse in der 1s-Photoionisation.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen