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角分辨光电子能谱

作者:三宝兴业     发布时间:2018年11月21日     阅读次数:576

角分辨光电子能谱(Angle resolved photoemission spectroscopy ,简称ARPES)是利用光电效应研究固体电子结构最直接的方法之一。在ARPES实验中,采用稀有气体电离或者同步辐射作为光源。一束光照射在样品表面,当入射光频率高于特定阈值(功函数)时,表面附近的电子会脱离样品,成为自由电子。光电子在真空飞行的过程中, 被一个接受角度很小的能量分析器收集计数。分析器可测量光电子数与其出射角(即电子动量)和出射动能的函数关系,利用动能守恒定律和动量守恒定律,我们可以计算出样品中电子的动能及动量。将得到的能量与动量对应起来,就可以得到晶体中电子的色散关系。同时,ARPES也可以得到能态密度曲线和动量密度曲线,并直接给出固体的费米面。


2018年4月份由麻省理工学院、斯坦福大学、俄罗斯科学院以及海德堡大学理论研究所共同发表的文章“Disentangling amplitude and phase dynamics of a charge density wave in a photo-induced phase transition”中涉及到Light Conversion飞秒激光器系统在时间分辨ARPES方面的应用. 论文中采用light Conversion公司的1030nm 掺Yb:KGW的Pharos SP 10W-600KHz的飞秒激光器, 激光器经过分束其中一束光通过泵浦光学参量放大器Orpheus产生波长720nm(1.72eV)作为泵浦光激发样品, 另一束光通过三倍频输出346nm(3.58eV)输出到充满氙气的光纤中产生9倍频115nm(10.75eV)作为探测光。该系统实现的时间分辨率为230 fs, 激光重复频率为250KHz, 能量测量的分辨率为50meV。

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