具有飞行时间记录的单半球光电子动量显微镜
应用物理
2021-02-03 v2 材料科学
仪器与探测器
摘要
光电子动量显微镜是一种新兴的强有力角分辨光电子能谱(ARPES)方法，尤其在与成像自旋滤光片结合时。这些仪器记录 kx-ky 图像，通常超出一个完整布里渊区。作为能量过滤器，双半球或飞行时间(ToF)装置正在使用中。在此我们提出一种基于单半球分析器(路径半径 225 mm)的全半空间动量映射新方法。利用非聚焦 He 灯激发获得了 7.7 meV 的能量分辨率。该性能通过 Au 和 Xe 多层膜中量子阱态的 k 成像得以展示。在较大通过能量(6 至 660 eV)和角度范围(alpha 直至约 7°；alpha 为色散平面中的入射角)下，研究了 alpha 平方像差项与电子在球面场中的渡越时间展宽。讨论了该方法如何规避先前关于 alpha 平方项与渡越时间展宽所致分辨率限制理论工作的前提条件，这些条件对时间分辨实验有害。得益于 k 分辨探测，两种效应均可数值校正。我们引入了一种色散加 ToF 混合工作模式，在半球出射狭缝后配置成像 ToF 分析器。该仪器捕获三维数据阵列 I(EB,kx,ky)，获得高达 N^2 的记录效率增益(N 为分辨时间片数)。一个关键应用将是在具有 500 MHz 时间结构等高脉冲率光源(如同步辐射)上的 ARPES。
引用
@article{arxiv.2007.16095,
title = {Single-Hemisphere Photoelectron Momentum Microscope With Time-of-Flight Recording},
author = {G. Schoenhense and S. Babenkov and D. Vasilyev and H. -J. Elmers and K. Medjanik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.16095},
year = {2021}
}