实验室简介
电子动量谱学( Electron Momentum Spectroscopy , EMS ) 作为研究原子、分子和固体薄膜等物质的电子态结构和电离机制的一种强有力工具 ,是物理、化学、生物、材料和医药等多学科交叉的一个前沿领域, 被 视为“研究动量空间电子运动的显微镜”。在量子力学的基本原理中,能量和波函 数是 描述电子运动规律的两个最基本物理量 。 电子动量谱学研究既能得到物质中各轨道电子的能量,又能直接地提供这些物质中轨道电子的动量分布,即动量表象中电子波函数的模平方。 因此,电子动量谱学在研究物质电子运动规律和微观世界有其独特的优势。
本实验室的电子动量谱学研究已经走过了十多年的发展。电子动量谱学实验装置已经由单能量单角度的第一代电子动量谱仪、多能量单角度的第二代电子动量谱仪发展到目前的多能量多角度的第三代电子动量谱仪,能量分辨率和实验效率等性能指标都有了非常大的进步。电子动量谱学理论由早期的单粒子模型理论、平面波冲量近似( PWIA )、经验半经验量子化学方法向密度泛函理论( DFT )、 Post-Hartree-Fock 理论、格林函数理论( GF )和扭曲波冲量近似( DWIA )理论等新的理论方向发展。电子动量谱学的研究对象由早期的简单原子分子,发展成为复杂的生物、药物分子。电子动量谱学研究物质的能级范围从价壳层轨道(结合能几十 eV )发展到芯轨道层次(结合能几百 eV )。
本实验室在 2004 年研制成功了高分辨率、高探测效率并且能大范围改变如射能条件的第三代电子动量谱仪。第三代电子动量谱仪的能量分辨率达到了约 1.0 - 1.2eV ,探测效率比第二代电子动量谱仪提高了两个量级,并且能够在大范围改变入射电子能量( 400 - 2400eV )的条件下进行实验测量。国际知名的 EMS 专家,加拿大 UBC 大学的 C. Brion 教授评价我们的研究成果:“ This is, by far, the best EMS spectrometer ever developed… ”。第三代电子动量谱仪的研制成功使电子动量谱学研究有了突破性的进展,并将渗透到多个学科领域,促进一些具有挑战性问题的发现和解决,同时也大大提高了国内电子动量谱学研究在国际上的竞争能力。
目前,本实验室和澳大利亚 Swinburne University of Technology 的王凤小组和和比利时 Hasselt University 的 M. Deleuze 小组进行国际合作,并联合培养研究生。
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