利用半球形分析器扩展角分辨光电子能谱系统的动量视场

在光电子能谱中，测得的电子动量范围本质上与激发光子能量相关。基于激光的光电子发射中常见的低光子能量 $<10$ eV 会导致动量范围小于大多数材料的布里渊区。这在利用基于激光的光电子发射研究凝聚态时可能成为限制因素。广泛使用的半球形分析器引入了额外限制，其仅记录由分析器入口孔径尺寸所确定的立体角内光发射的电子。在此，我们提出一种升级方案以增加半球形分析器测量的有效立体角。我们通过样品上的偏置电压产生电场来使光电子加速飞向分析器，从而实现这一点。我们的实验几何结构类似于平行板电容器，因此近似认为光电子轨迹上的电场是均匀的。基于此假设，我们开发了将测得角度与固体中电子动量关联的无参数解析模型，并通过与电荷密度波材料 TbTe$_3$ 的实验结果比较验证了模型的有效性。通过提供更大的动量空间视场，我们使用偏置电势的方法显著扩展了基于激光的光电子发射装置的灵活性。