Kurzfassung
In den letzten Jahren hat sich ein breites Spektrum an zeitauflösenden Techniken für die Oberflächenanalyse entwickelt. Oftmals durch die Kombination von optischen und Elektronenpulsen, können Methoden wie die zeitaufgelöste Elektronen-Energieverlust-Spektroskopie Proben in einem weiten Energiebereich untersuchen
und gleichzeitig eine zeitliche Auflösung im fs-Bereich liefern.
In dieser Arbeit wird eine neue Technik vorgestellt, die es elaubt, die Auger-Lebensdauer von festen Proben auf dünnen Schichten mittels THz-Streaking zu bestimmen. Bisher war diese Technik auf gasförmige Proben beschränkt. Der experimentelle Aufbau verwendet eine photonengetriebene Elektronenkanone zur Erzeugung von 138(+12/−38) fs-Elektronenpulsen. Die Auger-Elektronen werden durch die Elektronen-Pulse auf der Rückseite der Anode erzeugt, die als Probenhalter fungiert. Die durch die an der Probenoberfläche reflektierten THz-Pulse induzierte Impulsmodulation des Elektronensignals, erlaubt es eine Phasenverschiebung
zwischen Primär- und Auger-Elektronen und damit die Abklingzeit des Auger-Prozesses zu bestimmen.
Mit der neu entwickelten Technik war es möglich, die Auger-Lebensdauer von festem Kohlenstoff zu
τ = 13 (+100/−13) fs zu bestimmen.
In recent years, a broad spectrum of time-resolving techniques for surface analysis has emerged. Often utilising a combination of optical and electron pulses, methods like time-resolved electron energy-loss spectroscopy can investigate samples in a broad energy range, while providing temporal resolution in the femtosecond regime. In this thesis, a new technique will be introduced, which will determine the Auger lifetime in solid samples on thin films via THz streaking. Previously, this technique was limited to gaseous samples. The experimental setup will utilise a photon-driven electron gun to generate 138 (+12/−38) fs electron pulses. The Auger electrons will be generated by the electron pulses on the backside of the anode, which serves as a sample holder. The energy modulation of the electron signal induced by the THz pulses, which are reflected at the sample surface, allows to determine a phase shift between primary and Auger electrons and thus the decay time of the Auger process. With the newly developed methodology it was possible to determine the Auger lifetime of solid carbon to τ = 13 (+100/−13) fs.