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纳米真空互联实验站设备介绍第8期——ARPES 高能量分辨、角分辨光电子能谱

  • 时间:2023-06-27 11:11:00
  • 501

  • 纳米真空互联实验站设备介绍之

      ARPES 高能量分辨、

      角分辨光电子能谱

     
    01

    设备简介
     



    设备型号:DA30L ARPES

    设备品牌:Scienta omicron


    主要特点:

    配备氦灯光源,能量分辨率高。

     
    02

    真空互联特色

         作为一种表面敏感分析设备,ARPES对样品表面的洁净程度要求非常高。利用纳米真空互联实验站超高真空管道互联的薄膜生长设备与ARPES设备,可以获得材料表面更真实的能带结构信息。例如超高真空互联的MBE或者PLD生长的氧化物薄膜及拓扑、超导薄膜等,可以避免暴露大气时表面的气体吸附情况,保持表面晶体结构的完整性和纯洁度,通过真空互联的ARPES获得薄膜样品的能带结构高质量原位表征。


    03

    关键性能指标

    能量分辨率:10 meV;

    光斑大小:2 mm-500 μm;

    角度分辨率率:0.1̊;

    五维样品架,DA30L电子能量分析器;

    单色化氦灯光源21.2 eV


    04

    设备功能

    1. 采集单晶材料能带结构,费米面信息

    通过改变样品与入射光的角度得到角度分辨的能带色散关系。通过DA30分析器自带的mapping功能实现费米面和布里渊区信息的采集。


    2. 变温低能电子衍射图像采集(7 K-380 K)

    利用10-200 eV电子束照射晶体,将反射信号在荧光屏上成像得到材料的倒易空间点阵图样。通过五维样品架的加热功能实现连续变温实验。可观察材料的相变过程。


    3. 碱土金属元素掺杂,调控材料性质

    通过碱土金属离子注入对材料进行电荷掺杂,改变费米能级的位置,使能带发生刚性移动。可观察费米能级上方能带以及研究能带工程。


    05

    设备案例

    1. 磁性二维薄膜能带结构表征



    Lu S, Peng K, Wang P D, et al. Molecular beam epitaxy growth of monolayer hexagonal MnTe2 on Si (111) substrate[J]. Chinese Physics B, 2021, 30(12): 126804. https://doi.org/10.1088/1674-1056/ac2e63


    2. 外尔半金属单晶外尔点的观察




    Yang L, Wang D, Dong Z, et al. Low-Power Polarization Sensitive Terahertz Photodetection Driven by Ternary Type-II Weyl Semimetal NbIrTe4[J]. IEEE Electron Device Letters, 2023, 44(4): 686-689. http://doi.org/10.1109/LED.2023.3250468IEEE

    3. 有机笼目晶格材料拓扑平带研究




    Pan M, Zhang X, Zhou Y, et al. Growth of Mesoscale Ordered Two-Dimensional Hydrogen-Bond Organic Framework with the Observation of Flat Band[J]. Physical Review Letters, 2023, 130(3): 036203. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.130.036203

    4. 二维TMD薄膜电荷密度波转变研究




    Ren M Q, Han S, Fan J Q, et al. SemiconductorMetal Phase Transition and Emergent Charge Density Waves in 1 T-ZrX2 (X= Se, Te) at the Two-Dimensional Limit[J]. Nano Letters, 2022, 22(1): 476-484. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c04372


    06

    制样要求

    1. 导电性良好、尺寸大于1 mm*1 mm,厚度超过300 μm

    2. 结晶性高的单晶或六种畴取向以下的多晶;

    3. 样品中不得含有水、有机小分子等易挥发、易分解成分;

    4. 小单晶样品用银胶固定到旗型托上,互联管道进样。加热分解材料请提前告知;

    5. 对空气敏感样品需要真空或气氛保护下从手套箱制样,请提前告知

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