Differential energy analysis of electron beams : a study of photoemission from NEA-GaAs
Die mittlere transversale Energie von Photoelektronen aus gekühltem (90K) GaAs mit negativer Elektronenaffinität wurde mittels adiabatischer transversaler Strahlkompression in einem longitudinalen magnetischen Führungsfeld systematisch untersucht. Darüberhinaus wurde eine neue differentielle Methode zur Energieanalyse von Elektronenstrahlen entwickelt und implementiert. Die `Markierung' von Photoelektronen in einem engen Intervall longitudinaler Energie erlaubt, durch anschliessende Kompression, die Messung der transversalen Energieverteilung des entsprechenden Subensembles. Durch sequentielle Messungen über den relevanten Bereich der longitudinalen Energie wurde so die erste Bestimmung der zweidimensionalen Energieverteilung ermöglicht. Die Breite der Energieverteilungen zeigt, daß sowohl elastische als auch inelastische Prozesse zum Photoemissionsprozess beitragen. Ein ausgeprägtes Maximum der Verteilung kann möglicherweise dem effektiven Einfang der optisch angeregten Elektronen in einem zweidimensionalen quantisierten Subband in der oberflächennahen Bandverbiegungszone und der darauffolgenden Emission in das Vakuum zugeschrieben werden. Weiterhin konnte gezeigt werden, daß die Produktion von Elektronenstrahlen, die transversal mit der niedrigen Kristalltemperatur thermalisiert sind (entsprechend kT=7.8meV), möglich ist. Dazu dürfen nur diejenigen Elektronen extrahiert werden, deren longitudinale Energie die Position des Leitungsbandminimums nicht mehr als etwa 20meV unterschreitet.
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