2019年3月,费勉仪器科技(上海)有限公司(FERMI INSTRUMENTS)设计制造的真空紫外光源与闭循环低温样品架在美国康奈尔大学(www.cornell.edu)完成安装验收,作为角分辨光电子能谱系统的核心部件,各项指标均达到设计要求,正式交付康奈尔大学原子与固体物理实验室(LASSP)使用。
ARPES | BL系列紫外光源和多自由度样品架
ARPES利用高能量光子照射固体激发电子,通过测量电子能量、角度色散得到固体的精细电子结构,具有极高的灵敏度。ARPES整机指标主要依赖于三个关键部件:
分析器:目前主流以SCIENTAOmicron公司提供的DA30半球形分析器为主。
样品运动自由度及温度控制:样品的温度会直接影响电子的热运动,从而影响到电子探测的能动量分辨率,此外,为了研究复杂量子材料相变的电子结构演化,要求样品的温度尽量低; 另一方面,为了探测到足够大的动量空间,又要求样品能够多自由度运动。FERMI INSTRUMENTS也正在加快研发和产业化进度,预期在年内将发布极端温度低于2K的极低温多自由度样品台。
高分辨真空紫外光源,主要是四个要求:
高能量分辨率,因为光源的分辨率直接影响系统的整体分辨率;
高通量,光源的亮度决定了测试效率和对电子显微结构的分辨率,目前同步辐射级别的亮度在1012光子数;
多光谱:因为不同的能带结构对不同的光子能量的响应不一致,对于三维材料来说,不同的光子能量看到的是不同的Kz,因此需要可变的光子能量来实现全范围的扫描。
长寿命:作为核心高价值部件,用户需要紫外光源能长期稳定地工作。
本次在康奈尔大学交付的这两个部件均为FERMI INSTRUMENTS成熟产品。
核心部件 | 5.5轴闭循环低温样品架(SLTCCM5FD)
5.5轴闭循环低温样品架(SLTCCM5FD)保证了样品台的多自由度运动,具备高精度调节功能,确保了样品测试时的位置准确性,同时摆脱了对液氦的依赖,并保证了控温的精确,现场验收时工作区间涵盖5K~1321K。
高辉度真空紫外光源(BL-1000s)能够高效激励多种气体组分(He,Ne,Ar,Kr,Xe…),最大光通量 >1017 Photons/Sr·sec,寿命大于10000小时,可以配合光栅或者滤波片实现小于1meV的光谱输出,是目前实验室级别较强的真空紫外光源。