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Energy distribution and quantum yield for photoemission from air-contaminated gold surfaces under ultraviolet illumination close to the threshold

Hechenblaikner, Gerald und Ziegler, Tobias und Biswas, Indro und Seibel, Christoph und Schulze, Mathias und Brandt, Nico und Schöll, Achim und Bergner, Patrick und Reinert, Friedrich T. (2012) Energy distribution and quantum yield for photoemission from air-contaminated gold surfaces under ultraviolet illumination close to the threshold. Journal of Applied Physics, 111 (12), Seite 124914. American Institute of Physics (AIP). doi: 10.1063/1.4730638. ISSN 0021-8979.

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Offizielle URL: http://jap.aip.org/resource/1/japiau/v111/i12/p124914_s1

Kurzfassung

The kinetic energy distributions of photo-electrons emitted from gold surfaces under illumination by UV-light close to the threshold (photon energy in the order of the material work function) are measured and analyzed. Samples are prepared as chemically clean through Ar-ion sputtering and then exposed to atmosphere for variable durations before quantum yield measurements are performed after evacuation. During measurements, the bias voltage applied to the sample is varied and the resulting emission current measured. Taking the derivative of the current-voltage curve yields the energy distribution which is found to closely resemble the distribution of total energies derived by DuBridge for emission from a free electron gas. We investigate the dependence of distribution shape and width on electrode geometry and contaminant substances adsorbed from the atmosphere, in particular, to water and hydro-carbons. Emission efficiency increases initially during air exposure before diminishing to zero on a timescale of several hours, whilst subsequent annealing of the sample restores emissivity. A model fit function, in good quantitative agreement with the measured data, is introduced which accounts for the experiment-specific electrode geometry and an energy dependent transmission coefficient. The impact of large patch potential fields from contact potential drops between sample and sample holder is investigated. The total quantum yield is split into bulk and surface contributions which are tested for their sensitivity to light incidence angle and polarization. Our results are directly applicable to model parameters for the contact-free discharge system onboard the Laser Interferometer Space Antenna (LISA) Pathfinder spacecraft.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/77646/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Energy distribution and quantum yield for photoemission from air-contaminated gold surfaces under ultraviolet illumination close to the threshold
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Hechenblaikner, GeraldEADS Astrium, FriedrichshafenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ziegler, TobiasAstrium, FriedrichshafenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Biswas, IndroDLRNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Seibel, ChristophUniversität Würzburg, Experimentelle Physik und Röntgen Research Center for Complex Material Systems (RCCM), WürzburgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schulze, MathiasDLRNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Brandt, NicoEADS Astrium, Astrium, FriedrichshafenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schöll, AchimAstrium, FriedrichshafenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bergner, PatrickUniversität Würzburg, Experimentelle Physik und Röntgen Research Center for Complex Material Systems (RCCM), WürzburgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Reinert, Friedrich T.Universität Würzburg, Experimentelle Physik und Röntgen Research Center for Complex Material Systems (RCCM), WürzburgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:29 Juni 2012
Erschienen in:Journal of Applied Physics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:111
DOI:10.1063/1.4730638
Seitenbereich:Seite 124914
Verlag:American Institute of Physics (AIP)
ISSN:0021-8979
Status:veröffentlicht
Stichwörter:annealing, contact potential, electron spin polarisation, emissivity, gold, photoemission, sputtering, surface cleaning, surface contamination, total energy, ultraviolet photoelectron spectra
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Rationelle Energieumwandlung und Nutzung (alt)
HGF - Programmthema:Brennstoffzelle (alt)
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E EV - Energieverfahrenstechnik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Prozesse (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Biswas, Dr. Indro
Hinterlegt am:26 Nov 2012 11:23
Letzte Änderung:18 Dez 2019 04:19

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