由中國(guó)科學(xué)院物理研究所周興江研究組、許祖彥院士研究組和理化技術(shù)研究所陳創(chuàng)天院士研究組共同攻關(guān)和研制的真空紫外激光角分辨光電子能譜儀獲得成功。近日，中國(guó)科學(xué)院綜合計(jì)劃局和基礎(chǔ)科學(xué)局在京召開了“超高能量分辨率真空紫外激光角分辨光電子能譜儀”成果鑒定會(huì)。專家組一致認(rèn)為，該項(xiàng)儀器使用KBBF非線性光學(xué)晶體和通過棱鏡耦合PCT專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)激光倍頻產(chǎn)生的真空紫外激光，在國(guó)際上首次成功地應(yīng)用于高分辨角分辨光電子能譜儀上。 
　　  
周興江介紹，該系統(tǒng)從設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)試等全過程，全部自主獨(dú)立完成，其中涉及的非線性光學(xué)晶體和相關(guān)的激光倍頻專利技術(shù)，是我國(guó)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。真空紫外激光的使用，賦予了角分辨光電子能譜儀一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，把現(xiàn)有的技術(shù)提高到一個(gè)新的臺(tái)階。如采用的真空紫外激光能量分辨率為0.26meV，整體系統(tǒng)的能量分辨率達(dá)到0.68meV，是目前國(guó)際上角分辨光電子能譜達(dá)到的最佳能量分辨率，比通常的同步輻射光源提高了一個(gè)量級(jí)。動(dòng)量分辨率也有顯著的提高。真空紫外激光產(chǎn)生的光束流量則比通常的同步輻射光源提高兩到三個(gè)量級(jí)。  

“對(duì)一些材料，表面電子結(jié)構(gòu)和體電子結(jié)構(gòu)可能并不相同。而對(duì)先進(jìn)材料，人們更關(guān)心的主要是它們的體性質(zhì)。真空紫外激光使用的一個(gè)特殊的優(yōu)點(diǎn)，是有可能解決長(zhǎng)期困擾光電子能譜技術(shù)的表面敏感問題。”周興江說。據(jù)了解，真空紫外激光光子的能量為6.994eV時(shí)，預(yù)計(jì)對(duì)應(yīng)的樣品測(cè)量深度為100埃以上，比一般同步輻射光源（5~20埃）提高了近一個(gè)量級(jí)。采用典型的高溫超導(dǎo)材料Bi2212單晶解理表面，通過在氮?dú)饣蛘呖諝庵斜┞逗竽軒У臏y(cè)量，證明了測(cè)量的信號(hào)的確反映了材料的體效應(yīng)。”  

據(jù)了解，該系統(tǒng)是國(guó)際第一臺(tái)采用真空紫外激光作為光源的超高能量高分辨率角分辨光電子能譜儀。專家組認(rèn)為，角分辨光電子能譜作為研究材料電子結(jié)構(gòu)最直接和最有力的手段，在高溫超導(dǎo)研究和其他先進(jìn)材料的電子結(jié)構(gòu)研究中發(fā)揮了重要的作用，提供了許多關(guān)鍵的信息。  

初步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)工作正常，測(cè)量的數(shù)據(jù)精確，對(duì)高溫超導(dǎo)體Bi2212的測(cè)量，獲得了線寬為12meV的能量分布曲線，這是目前所有文獻(xiàn)中測(cè)量的最窄線寬。對(duì)LSCO等高溫超導(dǎo)體的初步測(cè)量，表明該真空紫外激光角分辨光電子能譜儀適合于開展復(fù)雜體系的精細(xì)電子結(jié)構(gòu)的研究。 
　　  
中科院物理所趙忠賢院士認(rèn)為，真空紫外激光角分辨光電子能譜儀的研制成功，為科學(xué)家開展電子結(jié)構(gòu)的研究提供了重要的實(shí)驗(yàn)手段和研究平臺(tái)。這臺(tái)設(shè)備本身具有許多獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，特別是超高能量分辨率和對(duì)體效應(yīng)敏感，將有可能開展原先同步輻射光源無法開展的工作。它的應(yīng)用將為我國(guó)開展材料科學(xué)和前沿物理研究提供一個(gè)重要的科學(xué)平臺(tái)。  

真空紫外激光角分辨光電子能譜儀的研制成功是我國(guó)在物理儀器設(shè)備方面的重大進(jìn)展。大型頂尖設(shè)備超高能量分辨率角分辨光電子能譜儀的研制成功,是近年來中國(guó)科學(xué)院物理所堅(jiān)持引進(jìn)高水平人才和勇攀世界一流的又一典型事例。這項(xiàng)工作得到了中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程、國(guó)家科技部和國(guó)家自然科學(xué)基金委的大力支持。