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29.为什么在低温环境下做arpes实验?

arpes是光进电子出的实验,探测的是出射的光电子能量和动量。arpes本身可以实现不同温度的测量,一般测量范围是液氦温度到400k。在低温下测量arpes主要是为了获得比较高的电子能量分辨率:因为热涨落,电子在有限温度下会有和温度成正比的电子能量展宽,所以,温度越低热展宽越小,对应arpes谱线的分辨率就越高。如下图所示。


30.arpes腔体为什么需要磁屏蔽?
作为光进电子出的实验,探测的是出射电子的动能和角度。arpes采用的紫外光,光子能量比较低,所以,出射光电子的动能就比较小,这样的光电子容易受到电场和磁场的干扰。arpes测量腔体采用μ金属屏蔽层就是为了屏蔽外界地磁场的影响。
因此,不能在样品台附近使用磁性材料。不锈钢材料虽然是低磁材,但是会在低温下增加磁性,所以,一般尽量避免在样品台附近使用不锈钢零部件。


31.arpes样品架头部零部件(如样品台)为什么不能完全绝缘?
arpes是一种光进电子出的实验,探测的是电子的动能和出射角度。
当样品或者样品台完全绝缘时,出射的电子得不到补充,就会使得样品或者样品台产生电势,偏离和分析器的等电位。这样就会影响探测电子的动能和动量。一般我们把这个叫做charging。
判断样品台是否charging,比较常用的手段就是改变紫外光的强度。charging会随着光强变化,光强越强产生的光电子越多,累积的电势就越高,谱系在能量轴上的移动也就越多。如果谱线的费米边不随着光强变化,那么很可能不是charging。


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