Photoionisationsverzögerungen

Photoionisationsverzögerungen beschreiben die zeitliche Verzögerung der Emission eines Elektrons nach der Absorption eines Photons in Atomen, Molekülen oder Festkörpern. Sie reflektieren nicht nur die Geschwindigkeit der Emission, sondern auch die vielen dynamischen Prozesse während der Photoionisation, wie elektronische Korrelationen, final-state-Effekte und die Wechselwirkung des freigesetzten Elektrons mit dem Rest des Systems. Der theoretische Rahmen umfasst oft den Eisenbud-Wigner-Smith-Zeitverzug: tau_W = dδ/dE, wobei δ die energiedifferenzierte Streuungsphase des Photoelektrons ist.

Experimentell werden Photoionisationsverzögerungen mithilfe attosekundenzeitaufgelöster Techniken gemessen. Zu den wichtigsten gehören das Attosecond-Streaking-Verfahren und RABITT (Reconstruction of Attosecond Beating By Interference of Two-photon Transitions). Dabei wird das Emissionszeitfenster eines Elektrons durch die zeitliche Verzögerung relativ zu einem Referenzsignal bestimmt. Die beobachteten Verzögerungen liegen typischerweise im Bereich von wenigen zehn bis mehreren hundert Attosekunden und hängen von Subshell, Photonenergie, elektronischer Korrelation und dem Rest-Ion ab.

Die Interpretation von Messungen erfordert Berücksichtigung von Mess- und Gauge-Effekten; der gemessene Delay setzt sich aus dem wahren EWS-Verzögerung und zusätzlichen Anteilen durch das Messfeld (z. B. Coulomb-Laser-Coupling) zusammen. In theoretischen Berechnungen werden oft ab-initio-Methoden, TDDFT und andere viele-Körper-Ansätze verwendet, um orbitalspezifische Verzögerungen vorherzusagen. Die Forschung dient dem besseren Verständnis zeitlicher Abläufe in der Ionisierung, dem orbitalen Charakter der Photoionisation und Dynamiken in Festkörpern.