Описание РФЭС высокого разрешения HR-ARPES

HR-ARPES — это фотоэлектронный спектрометр с высоким угловым разрешением, основанный на методе фотоэмиссионной спектроскопии. Этот метод анализа материалов основан на фотоэлектрическом эффекте: образец облучается квантами света (фотонами), что вызывает испускание фотоэлектронов. Основной принцип метода заключается в измерении энергии, интенсивности и угла вылета этих фотоэлектронов.

Ключевые особенности HR-ARPES

• Высокая поверхностная чувствительность. Метод позволяет анализировать только верхние слои образца толщиной в несколько нанометров, что делает его незаменимым для исследования поверхностных свойств материалов.

• Высокая энергетическая разрешающая способность. Метод позволяет различать электроны с разными энергиями с чрезвычайно высокой точностью, что является ключом к наблюдению тонких электронных эффектов.

Принцип работы HR-ARPES

Принцип работы системы HR-ARPES заключается в облучении образца монохроматизированным ультрафиолетовым излучением (UV), что вызывает выбивание фотоэлектронов из валентной зоны. Измеряя их кинетическую энергию и угол вылета с помощью высокоточного полусферического анализатора, система строит зависимость энергии электрона от его импульса — энергетическую дисперсию E(k). Это позволяет с беспрецедентной точностью определять электронную структуру, дисперсию зон и форму Ферми-поверхности материалов.

Ключевой особенностью установки является использование полусферического анализатора с большим средним радиусом 200 мм и исключительно высоким энергетическим разрешением ≤ 1.8 мэВ. Система спроектирована для работы со сверхнизкими температурами (типично 6 К, оптимально 4 К), что необходимо для «заморозки» тепловых колебаний атомов и наблюдения квантовых явлений в конденсированных средах.

Для обеспечения чистоты образцов и подготовки поверхностей система состоит из трёх основных вакуумных камер: аналитической, промежуточной (с функцией отжига и ионной очистки) и загрузочной (с возможностью интеграции с перчаточным боксом для работы с чувствительными к воздуху образцами, такими как топологические изоляторы или новые квантовые материалы).

Таким образом, HR-ARPES является мощным методом анализа поверхности материалов, который сочетает высокую поверхностную чувствительность и энергетическую разрешающую способность фотоэмиссионной спектроскопии с беспрецедентным угловым разрешением для прямого зондирования электронной структуры.

Области применения

• Исследования топологических изоляторов
• Изучение сверхпроводников
• Анализ квантовых материалов и других коррелированных электронных систем.

Внешний вид ПО