Bonn 2010 – wissenschaftliches Programm

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HK: Fachverband Physik der Hadronen und Kerne

HK 12: Beschleunigerphysik XI

HK 12.6: Vortrag

Montag, 15. März 2010, 18:15–18:30, HG ÜR 9

Photoinduzierte Feldemission für hochbrillante Elektronenquellen — •Benjamin Bornmann, Dirk Lützenkirchen-Hecht und Günter Müller — Bergische Universität Wuppertal, FB C - Physik, 42119 Wuppertal

Bei der photoinduzierten Feldemission (PFE) werden Elektronen in Zustände zwischen Fermi- und Vakuumniveau photoangeregt, von wo aus sie anschließend ins Vakuum feldemittiert werden. Durch die Kombination von gepulster Laserbestrahlung und Feldemisson mit geringer Emittanz wird eine deutliche Steigerung der Brillanz von Elektronenquellen erwartet. Durch die Wahl geeigneter Kathodenmaterialien könnte die Lebensdauer der Kathoden gegenüber den bisher verwendeten Photokathoden gesteigert werden.

Experimente mit ZrC-Nadeln zeigen Pulsströme von bis zu 2.9 A in 16 ps langen Pulsen mit einer Emittanz von 5 · 10⁻⁸ m rad [1]. Um die zu Grunde liegenden Prozesse genauer zu untersuchen, wurde ein UHV-System zur PFE-Spektroskopie konstruiert und in Betrieb genommen. Es ermöglicht die simultane Aufnahme integraler Strom-Feldstärke-Kurven mit Spektren der emittierten Elektronen bei Feldstärken von bis zu 500 MV/m und Photonenenergien von bis zu 5 eV. Verschiedene Kathodengeometrien sind möglich. Erste Messungen an kalten Kathoden auf CNT-Basis demonstrieren die Funktion sowie die erreichte Auflösung. Weitere Messungen an monochromatisch bestrahlten Kathoden geringer Feldüberhöhung werden präsentiert.

[1] R. Ganter et al., Phys. Rev. Lett. 100, 064801 (2008).