PUB - Publikationen an der Universität Bielefeld

The circular dichroism in the photoelectron angular distribution of randomly oriented free chiral molecules from enantiomeric pure samples of camphor and bromocamphor was investigated using circularly polarized light with a photon energy from 13.2 to 24.2 eV (vacuum ultraviolet). Forward-backward electron emission spectra were recorded simultaneously with two spectrometers at several opposite angles relative to the propagation direction of the photon beam and compared for each of the two substances. Measurements were also carried out for reversed light helicity and opposite molecular handedness. This dichroism effect was observed for the first time. In particular a strong forward-backward asymmetry with respect to the propagation direction of the light was observed. This asymmetry can reach values of several percent. In a subsequent study the dependence of this asymmetry on the excitation energy and the binding energy of the photoelectrons was examined in detail showing strong variations of the asymmetry, with respect to both the binding energy and the photon energy. This behavior indicates, that the initial and final states in combination with the chiral geometry of the molecules influence the asymmetry. The experimental results confirm theoretical predictions based on the dipole approximation.

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Der zirkulare Dichroismus in der Photoelektronenwinkelverteilung von freien, unorientierten, enantiomerisch reinen Kampfer- und Bromkampfermolekülen wurde unter Einsatz von zirkular polarisierter Synchrotronstrahlung mit einer Photonenenergie von 13,2 bis 24,2 eV (Vakuum-Ultraviolett) untersucht. Vorwärts-Rückwärtselektronenspektren wurden simultan mit zwei Spektrometern unter verschiedenen Winkeln relativ zur Ausbreitungsrichtung der Photonen aufgenommen und für jede Substanz verglichen. Zusätzlich wurden Messungen mit umgekehrter Lichthelizität und mit entgegengesetzter Händigkeit der Moleküle durchgeführt. Dieser Dichroismuseffekt wurde zum ersten Mal experimentell beobachtet. Insbesondere wurde eine starke Vorwärts-Rückwärtsasymmetrie bezüglich der Ausbreitungsrichtung des Lichtes beobachtet. Diese Asymmetrie kann Werte bis zu einigen Prozent erreichen. In weitergehenden Messungen wurde die Abhängigkeit dieser Asymmetrie von der Anregungsenergie und der Bindungsenergie detailliert untersucht. Dabei wurde eine deutliche Abhängigkeit sowohl von der Bindungsenergie als auch der Photonenenergie beobachtet. Diese Abhängigkeiten zeigen, dass die beteiligten Anfangs- und Endzustände in Verbindung mit der chiralen Geometrie der Moleküle die Asymmetrie beeinflussen. Die Resultate dieser Arbeit bestätigen theoretische Vorhersagen, die den Zirkulardichroismus in der Dipolnäherung beschreiben.