Bonn 2000 – wissenschaftliches Programm

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Q: Quantenoptik

Q 44: Anwendung ultrakurzer Pulse III

Q 44.4: Vortrag

Freitag, 7. April 2000, 12:30–12:45, HS XIII

Laserinduzierte Emission von Elektronen und Ionen aus der Oberfläche von Saphir — •Matthias Henyk, Dirk Wolfframm und Jürgen Reif — LS Experimentalphysik II; Brandenburgische Technische Universität Cottbus, Universitätsplatz 3-4; 03044 Cottbus

Positive und negative Ionen sowie Elektronen, die bei dem Beschuss von Saphir-Kristallen (Al2O3) mit Femtosekunden-Laserpulsen emittiert werden, werden mit einem Flugzeit-Spektrometer untersucht. Dabei ist die Photonen-Energie von 1,55 eV deutlich kleiner als die Bandlücke des Materials (ca. 8 eV).

Bei einer Laserintensität von mehr als 1 TW/cm2 wird eine starke Materialabtragung (Ablation) beobachtet, die im wesentlichen auf der explosionartigen Emission positiver Ionen beruht. Im Gegensatz dazu werden signifikant weiniger negative Ionen beobachtet, die deutlich später auftreten und offensichtlich nicht mit überthermischer Geschwindigkeit erscheinen.

Schon bei sehr viel niedrigerer Laserintensität werden Elektronen von der Oberfläche freigesetzt. Die Intensitätsabhängigkeit dieser Ionisation deutet auf einen Vier-Photonen-Prozess, d.h. eine notwendige Anregungsenergie von nur etwa 6 eV. Wir nehmen daher an, dass Defektzustände im Material eine wesentliche Rolle spielen.