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 Elektronen Emissionsverteilungen im Molekülkoordinatensystem (sogenannte Molekülsystem Photoelektronenwinkelverteilung, MFPADs) sind bekannt als hochsensitive Sonden für molekulare Strukturen und Dynamik. Wenn emittierte Elektronen das Ion verlassen, häufen sie detaillierte Informationen über das System und den Prozess selbst an und beleuchten das Molekülpotential von Innen. MFPADs sind durch die kohärente Superposition aller Übergangsamplituden für eine Emission der partiellen Elektronenkontinuumswellen gegeben und liefern die vollständige, sonst nicht zugängliche, Information. In den letzten zwei Jahrzehnten demonstrierten viele experimentelle und theoretische Studien, dass MFPADs zu einem tieferen Verständnis von verschiedenen fundamentalen physikalischen Prozessen beitragen. Unsere Gruppe war involviert in der theoretischen Interpretation vieler relevanter Experimente. Die Ziele des vorgeschlagenen theoretischen Projekts sind sowohl die Erwägung fundamentaler und aktueller Anwendungen auf winkelaufgelöste Experimente als auch die Stimulierung neuer Experimente mit den einfachsten diatomischen Molekülen CO, O2, und N2. In der ersten Förderperiode haben wir die MFPADs von Sekundärelektronen, welche durch Eine- Seite und Zwei-Seiten Doppel-Core-Loch (DCH) Generierung emittiert wurden, systematisch untersucht. Außerdem enthüllten wir den Einfluss nichtdipolarer Effekte (Retardierungseffekte), welche durch hochenergetische Photonen verursacht werden, auf MFPADs von hochenergetischen Photoelektronen. Schließlich führten wir eine systematische Untersuchung für die Zeitverzögerung von Elektronen durch, die durch eine von linear polarisiertem Licht hervorgerufene 1s-Photoionisation emittiert und als Funktion der kinetischen Energie der Elektronen und des Emissionswinkels bezüglich der Molekülachse betrachtet wurden. In der zweiten Förderperiode planen wir die Berücksichtigung von drei Anwendungen, die derzeit von unseren Kooperationspartnern experimentell untersucht werden. Insbesondere schlagen wir einen Zugriff auf die Photoemissionszeitverzögerungen in raumfixierten N2 Molekülen mittels zirkular polarisiertem Licht vor, welches eine simulatane Emission von σ- und π- Photoelektronenwellen hervorruft. Des Weiteren beabsichtigen wir die rückstoßinduzierte Asymmetrie von Nichtdipol-MFPADs in der K-Schalen Photoionisation von CO Molekülen mit 20 keV Photonen zu untersuchen, wobei die Emissionsseite des Moleküls, welche den Rückstoß erfährt, bekannt ist. Schließlich schlagen wir eine systematische Studie von MFPADs von Elektronen vor, welche durch Compton Streuung von 20 keV Photonen auf raumfixierten CO Molekülen ausgelöst wurden. Hierbei sollen die MFPADs als Funktionen des Betrags und der Orientierung des jeweiligen Photonen-Impuls-Transfers relativ zur Molekülachse betrachtet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen