Zweiphoton-Elektronenemission von glatten und rauen Metallfilmen im Grenzbereich

Zweiphoton-Photoemissionsspektren werden für Silberfilme berichtet, die unter Ultrahochvakuum auf ein Substrat bei Raumtemperatur (glatter Film) oder ein kaltes Substrat (rauer Film) abgeschieden wurden. Eine Theorie wird entwickelt, die erfolgreich die qualitativen Merkmale der beobachteten Spektren im nahezu Grenzbereich erklärt, wenn das Ag durch die Absorption von einem oder zwei Photonen angeregt wird. Die Photoemission von glatten Filmen kann erfolgreich durch direkte Elektronentransitionen beschrieben werden. Die traditionelle Ein-Photon-Photoemissionstheorie wird generalisiert, um Zweiphoton-Anregung einzuschließen. Die Photoemission von rauen Ag-Oberflächen wird im Hinblick auf die Anregung von lokalisierten Oberflächenplasmons in den Rauheitsmerkmalen interpretiert, die als kleine polariserbare Elemente eines selbstaffinen Fraktals angenommen werden. Die schnelle räumliche Änderungsrate des lokalen elektrischen Feldes, das diese Elemente umgibt, bricht die translationale Invarianz, wodurch indirekte Elektronentransitionen stattfinden können, was schließlich zu einer prognostizierten (10^3--10^6)-fachen Verstärkung der Zweiphoton-Photoemission führt. Näherungsweise analytische Ausdrücke werden für die gesamten Photoemissionsausbeuten nach Ein- oder Zweiphotonanregung von glattem Silber und Zweiphotonanregung von rauem Silber abgeleitet. 1996 American Physical Society.