Aufbau einer gepulsten Quelle polarisierter Elektronen - Institut fÃ¼r ...

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102 Kapitel 5. Experimente und Ergebnisse 1.0 0.8 Strom / w.E. 0.6 0.4 0.2 d = 0.2 μm d = 0.4 μm d = ∞ 0.0 -50 0 50 100 150 200 Phase / Grad Abbildung 5.11: Vergleich der auf ihr Maximum normierten Pulse aus den verschiedenen undeformierten GaAs-Photokathoden.
5.2 Pulse aus Bulk GaAs Photokathoden 103 sche Untersuchungen an einer großen Menge unterschiedlicher Photokathoden und ein Modell für die Photoemission aus Photokathoden mit dünnen Epilayern werden zur weiteren Aufklärung des Zustandekommens der Quantenausbeute einer NEA- Photokathode beitragen. Die theoretische Maximalpolarisation der Kristalle von 50 % kann durch Pulsmessungen mit endlicher Phasenauflösung nicht nachgewiesen werden. Die maximal meßbare Polarisation kann über die Depolarisationszeitkonstante T 1 abgeschätzt werden. Über die Phasenauflösung von 5.7 ps (FWHM) fällt die Polarisation von P 0 =50%aufP 1 = P 0 exp(;5:7=T 1 ) ab. Als untere Grenze für die maximal meßbare Polarisation wird in erster Näherung der Mittelwert zwischen P 0 und P 1 angenommen. Diese Werte betragen 47.7% für den Siemens-Kristall und 49 % für den 0.4µm-Kristall und den 0.2µm-Kristall. Sie liegen systematisch am oberen Ende oder über dem Fehlerbalken der gemessenen Maximalpolarisationen (Siemens: 43.30.64.3 %, 0.4µm: 42.10.94.3 % und 0.2µm: 47.22.24.3 %), was entweder auf einen Fehler in der Polarisationsmessung oder einen weiteren Depolarisationseffekt hindeuten könnte. Wegen der großen Fehlerbalken ist aber mit diesen Meßwerten keine definitive Aussage möglich. Hier sind Messungen mit größerer Genauigkeit erforderlich. Insgesamt erweist sich die mittlere Strahlpolarisation als abhängig vom Verhältnis aus Spinrelaxationszeit und Pulsdauer. Je größer dieses Verhältnis ist, desto höher ist die vom Kristall erzeugbare mittlere Strahlpolarisation. Die Spinrelaxationszeit hängt selbst wiederum von der Dotierung und der Temperatur des Kristalls ab. Die Pulsdauer wird von Diffusions- und Lichtabsorptionskonstante und von der Dicke des Epilayers bestimmt. Die ideale Photokathode kann durch die Bestimmung aller Größen optimiert werden. Moderne Methoden der Kristallherstellung garantieren eine gleichbleibende Kristallqualität hinsichtlich der Diffusionskonstanten und der Dotierung. Ist die Diffusionskonstante eines Materials bekannt, kann die optimale Schichtdicke durch Berechnung des Gütefaktors P 2 Y (P: Polarisation, Y: Quantenausbeute) berechnet werden. Die Abhängigkeit der Diffusionskonstanten von der Temperatur konnte im Rahmen dieser Arbeit nicht untersucht werden. Ihre Kenntnis ist aber für die Konzeption der idealen Photokathode notwendig. Messungen der Elektronenbeweglichkeit an Transistoren [102] belegen, daß der Wert der Diffusionskonstanten mit sinkender Temperatur zunimmt, wodurch die Pulsdauer verlängert würde. Falls die Spinrelaxationszeit mit abnehmender Temperatur schneller ansteigt als die Pulsdauer, kann die Strahlpolarisation durch Kristallkühlung weiter gesteigert werden. Zusätzlich kann die Quantenausbeute bei dünnen Kristallen durch Aufdampfen eines dielektrischen Spiegels auf die Rückseite des Kristalls verbessert werden [103].
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Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 7 2
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Kapitel 1 Einleitung „Spin is in
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9 Strom I I dc 408 ps 84% Verlust d
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Kapitel 2 Photoemission aus Gallium
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2.1 Die Erzeugung des polarisierten
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2.2 Depolarisationsprozesse 19 D
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2.3 Das Spicer-Modell der Photoemis
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2.4 Die NEA-Oberfläche 23 ab. Die
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2.4 Die NEA-Oberfläche 25 den Ober
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2.4 Die NEA-Oberfläche 27 schließ
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Kapitel 3 Der Experimentaufbau 3.1
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3.2 Der lichtoptische Aufbau 31 3.2
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3.2 Der lichtoptische Aufbau 33 Kom
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3.2 Der lichtoptische Aufbau 39 Int
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3.2 Der lichtoptische Aufbau 41 Ko
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3.3 Elektronenkanone und Strahlfüh
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Seite 133 und 134: LITERATURVERZEICHNIS 133 [25] S. Pl
Seite 135 und 136: LITERATURVERZEICHNIS 135 [59] H. G.
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