Bei Ionen haben wir alle Strahlparameter unter Kontrolle, außer einem: Die Zeitstruktur eines Ionenpulses. Wir können Ionenenergien einstellen, Ionenarten und Ladungszustände wählen, Strahl-Ziel-Geometrien abstimmen usw., aber wir können die Aufprallzeit eines Ions auf einer festen Oberfläche nicht mit einer Genauigkeit von mehr als 100 ps bestimmen. Dieser Mangel an zeitlicher Präzision behindert die direkte Beobachtung eines Ionenstoßes im Experiment. In der Tat beobachten alle heutigen experimentellen Methoden ioneninduzierte Effekte auf/in Oberflächen auf einer viel späteren Zeitskala. Vorübergehende ioneninduzierte atomare und elektronische Effekte bleiben verborgen.

Unsere Aufgabe ist die Entwicklung von experimentellen Verfahren, die die direkte Beobachtung eines Ioneneinschlags auf einer Festkörperoberfläche und der Ionenwechselwirkung mit kurzlebigen Plasmen ermöglichen. Die von uns angestrebte Zeitpräzision beträgt 1 ps, was etwa 100 Mal besser ist als das, was heute erreicht werden kann.

Mit Hilfe des FWF START-Preises wird eine neue Gruppe an der TU Wien über einen Zeitraum von 6 Jahren an der direkt zeitaufgelösten Ionenstreuung arbeiten. Nach mehr als 30 Jahren Entwicklung in der Zeitauflösung von Lasern und Elektronen ist es endlich time4ions.

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