Praktikumsver­such PES

Achtung, der Versuch wird momentan nicht angeboten!

Betreuer:   .... der Versuch wird momentan nicht angeboten ....

Wichtiger Hinweis: Seit dem die Bewertung des Eingangstest nicht mehr in die Bewertung der Praktikumsleistung eingeht, erscheinen gehäuft Studenten zum Praktikumsversuch, die sich nicht auf den Versuch vorbereitet haben und nicht wissen, worum es geht. In diesem Fall lasse ich die Studenten nicht zum Praktikumsversuch zu! Auf Grund von anderen Lehrverpflichtungen kann ich in diesem Fall leider auch keine Ersatztermine für eine Wiederholung des Versuches anbieten.

Da der Versuch für 2 Personen konzipiert ist, fällt der Versuch auch dann aus, wenn nur einer der beiden Praktikumsteilnehmer unvorbereitet erscheint!

• Der Praktikumsversuch PES teilt sich in die Präparation und Untersuchung der Oberfläche eines Einkristalls mittels Low-Energy-Electron-Diffraction (LEED) und die Untersuchung dessen elektronischer Struktur mit der Photoelektronenspektroskopie (PES).
• Die physikalischen Grundlagen zum Versuch wurden in 8 Lehrvideos zusammen gefasst,  um einen schnellen Einstig in den Praktikumsversuch zu ermöglichen.
• Zur Vertiefung wird nach dem Durcharbeiten der Lehrvideos empfohlen, sich noch eine weitere (ausführlichere) Praktikumsanleitung als Ergänzung durchzulesen! 

Wenn sie sich entschließen, einen Praktikumsvortrag zum Versuch PES halten zu wollen, finden sie hier zusätzliche Informationen: Praktikumsvortrag

Achtung ! Praktikumsbeginn bitte vorher mit Betreuer absprechen !!!!

Achtung: Die folgenden Videos können nur abgespielt werden, wenn sie diese Webseite zuvor direkt geladen haben und NICHT den WebVPN Service der TU Dresden als Zugang verwenden. Über den WebVPN Service der TU Dresden kommt immer eine Fehlermeldung, das die Videos nicht abgespielt werden können. 

Nach dem Durcharbeiten der Videos sollten folgende Fragen im Eingangstest zum Versuch klar sein:

Was ist LEED? Wie funktioniert das Messgerät für LEED genau? Was sagt mir das Beugungsbild beim LEED? Wie bekomme ich Informationen über die Realstruktur aus dem gemessenen LEED-Bild? Warum kann man von LEED-Bildern nicht direkt auf die Kristallstruktur zurück rechnen? Warum benötige ich eine Simulationssoftware zur Auswertung der LEED-Bilder? Wie kann ich mit LEED feststellen, ob die Oberfläche des Kristalls eventuell verschmutzt ist?

Was ist die Bandstruktur eines Festkörpers? Wie entsteht die Bandstruktur eines Festkörpers? Welche Elektronen sind an der Bandstruktur beteiligt? Wird UV-Licht oder Röntgenlicht zur Untersuchung der Bandstruktur verwendet und warum? Wie funktioniert der experimentelle Aufbau bei der winkelaufgelösten Photoemission? Wie kann man aus den Photoemissionsdaten die Bandstruktur des Festkörpers bestimmen?

Aus welchen Teilen besteht die gesamte Versuchsanlage?

Das nötige Vorwissen für die LEED-Ananalyse wird in 2 Lehrvideos dargestellt:

1.) LEED-Theorie

Das Video erklärt die theoretischen Hintergründer der LEED-Analyse und beschreibt, wie sich Beugungsreflexe vorhersagen lassen. Es enthält eine Beispielmessung und zeigt am Schluss den experimentellen Aufbau.

Untertitel zum Video 1: LEED-Theorie

2.) LEED-Software

Im Versuch werden die Ergebnisse der Messungen mit Beugungsbildern verglichen, welche durch eine Software simuliert werden. Die Bedienung des Programmes wird in diesem Video vorgestellt. Einige Fragen hinsichtlich der Beugungsbilder bleiben im Video offen. Als Vorbereitung soll versucht werden, diese zu beantworten.

Untertitel zum Video 2: LEED-Software

Das nötige Vorwissen für die "Photoelektronenspektroskopie" ist in 6 Lehrvideos dargestellt:

1.) Einleitung PES

Dieses Video gibt einen Einstieg und kurzen Überblick über die Inhalte, die in der Videoreihe zur Photoelektronenspektroskopie vermittelt werden.

Untertitel zum Video 01 Einleitung

2.) Das Kristallgitter

Es werden theoretische Grundlagen zur Beschreibung von Festkörpern dargestellt. Dabei werden folgende Begriffe erklärt: Kristall, Punktgitter, Basisvektoren, Gittervektoren, reziprokes Gitter.

Untertitel zum Video 02: Das Kristallgitter

3.) Was ist die Bandstruktur?

Dieses Video vermittelt die nötigen theoretischen Hintergründe, um das Bändermodell des Festkörpers zu verstehen. Dabei werden Elektronen bezüglich ihrer Energiewerte zunächst als freie Elektronen, dann im periodischen Potential des Festkörpers untersucht. Es werden folgende Fragen beantwortet: Welche Energiewerte nehmen freie Elektronen an? Wie werden die Energiezustände besetzt? Wie unterscheiden sich die Energiewerte im Festkörper von denen des freien Elektrons? Wodurch unterscheiden sich Metalle, Isolatoren und Halbleiter? Untertitel zum Video 03: Was ist die Bandstruktur?

4.) Prinzip der Photoelektronenspektroskopie

Hier wird das Funktionsprinzip der Photoelektronenspektroskopie dargestellt, dabei wird auf die Funktionsweise des Energieanalysators eingegangen.

Untertitel zum Video 04: Prinzip der Photoelektronenspektroskopie

5.) Auswertung der Ergebnisse

Dieses Video zeigt zunächst die Vorgänge, die beim Fotoeffekt stattfinden und wie diese mathematisch beschrieben werden. An Hand dieser Betrachtungen werden die Ergebnisse der Photoelektronenspektroskopie beschrieben und gezeigt, wie diese ausgewertet werden, um die Bandstruktur des Festkörpers darzustellen. Es werden folgende Fragen beantwortet: Welche Aufschlüsse gibt uns die gemessene kinetische Energie der Elektronen? Was können wir aus dem Energiespektrum der Elektronen erkennen? Wie berechnen wir die benötigten Informationen um die Bandstruktur darzustellen? Untertitel zum Video 05: Auswertung der Ergebnisse

6.) Der Versuchsaufbau

Das Video zeigt den Raum, in dem die Photoelektronenspektroskopie stattfindet. Es werden die Apparatur und wichtige Komponenten gezeigt.