Zeitaufgelöste Röntgenbeugung an einkristallinem Indiumantimonid

Höfer, Sebastian

Die vorliegende Arbeit behandelt die experimentelle Untersuchung der strukturellen Änderung des Halbleiters Indiumantimonid (InSB) nach der Anregung durch einen ultrakurzen Laserpuls (60 fs). Die Untersuchung erfolgt durch ultrakurze Röntgenpulse (rund 100 fs). Als Quelle der ultrakurzen Röntgenpulse dient eine Laser-Plasma Röntgenquelle. Bei dieser Quelle wird ein ultrakurzer intensiver optischer Laserpuls auf eine Metallfolie fokussiert (Intensität bis 8*10^16 W/cm^2), durch das entstehende Plasma kommt es zu einer Emission von Röntgenstrahlung. Zur Charakterisierung der Röntgenquelle stand ein neuartiger Timepix- Detektor zu Verfügung, der es ermöglichte, Bremsstrahlung bis zu Photonenenergien von 700 keV zu detektieren. Die Eindringtiefe von Röntgenstrahlung ist meist mehrere Mikrometer und damit viel größer als die Eindringtiefe des zur Anregung verwendeten Laserpulses von 100 nm. Durch die Benutzung eines stark asymmetrischen Bragg-Reflexes konnte die Eindringtiefe der Röntgenstrahlung an die Eindringtiefe des Anregepulses angepasst werden. Durch die geringe Eindringtiefe ist bereits 2 ps nach der Anregung eine Expansion von 4% einer 4 nm dünnen Schicht an der Oberfläche messbar. Die Anregung des Halbleiters wird mit verschiedenen Modellen theoretisch beschrieben, die daraus gewonnene zeitliche Entwicklung der Deformation wird mit den durchgeführten Messungen verglichen.

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Höfer, Sebastian: Zeitaufgelöste Röntgenbeugung an einkristallinem Indiumantimonid. 2015.

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