Forskningsprojekt Ultrasnabb ytkemi undersökt med röntgenlaser

Ofta är det viktigt att undersöka övergående intermediärer och molekylära tillstånd nära övergångstillståndet där livstiden är extremt kort. Det är därför nödvändigt att utföra experiment med ultrasnabba tekniker. För att utföra våra experiment använder vi en laserpumppuls som ger energi till systemet på ett kontrollerat sätt med väldefinierade tidsmässiga egenskaper. Energin från laserpulsen skapar energirika elektroner och fononer i katalysatorns yta. Energiöverföring till de adsorberade reaktanterna kan placera reaktanterna i övergående exciterade tillstånd som kan möjliggöra en reaktion eller övergång. Röntgenpulser från en frielektronlaser med en kontrollerad fördröjning från den första laserpulsen kan sedan användas för att producera detekterbara fotoner eller elektroner från systemet. Energifördelningen hos de producerade partiklarna kommer att vara en funktion av reaktanternas ursprungliga och slutliga elektroniska tillstånd. Genom att analysera energifördelningen av de emitterade partiklarna som en funktion av pump-probans fördröjningstid kan vi mäta förändringar i reaktanternas elektroniska tillstånd på ultrakorta tidsskalor. Detta kan bidra till att avslöja kortlivade mellanliggande tillstånd som kan vara nödvändiga för att en reaktion ska kunna fortskrida. Denna information kan användas för att avslöja mekanismerna bakom vissa reaktioner och för att eventuellt utforma effektivare katalysatorer.