近年来，本实验室在对谱仪改造升级的基础上，研究内容从传统的原子分子的电子动量谱测量，扩展到扭曲波效应研究、化学位移、电子关联效应、相对论效应等基本物理化学问题的研究。总体来说，我们电子动量谱学的实验和理论方面的研究工作主要包括以下几个方面：
1 ．在大范围改变入射电子能量的条件下对扭曲波效应进行系统的 EMS 研究。
在电子动量谱的低动量区，原子分子中的一些特殊轨道，比如，原子中的 nd 轨道和分子中的 p * 轨道（ d-like 轨道），实验结果与平面波近似的理论计算相比出现了“上翘”现象。通常在动量谱的小动量区域对应物质的大 r 区域，即离原子实比较远的区域。实验测量的电子动量谱在低动量区的“上翘”现象是如何产生的呢？是扭曲波效应？还是由于其他未被认识的效应的影响？要对这些疑问进行分析，需要在大范围改变入射电子能量的条件下对分子进行电子动量谱学实验研究。我们已在不同入射能量条件下对C2H4、CH2F2、C6H8、O2等分子的 π* 轨道的动量谱和扭曲波效应开展了实验和理论研究。
相关研究论文发表在： Physical Review Letters, 94 (2005) 163201, Chemical Physics Letters, 407 (2005) 423. PRL 的审稿人认为“ The authors report the first experiment on molecules to carry out the measurements for a variety of beam energies. The results verify the previous speculations so are an important confirmation of theory ” . CPL 编辑部认为“ Your accepted paper is considered to be a significant contribution to the field, and we appreciate the opportunity to publish it in this journal. ”
C2H4分子在100eV入射能条件下实验电离能谱和理论计算结果
在400-2400eV入射能条件下C2H4分子1b3g轨道的电子动量谱
2 ．利用 EMS 方法对分子芯轨道（ core shell ）的电子动量谱和化学位移开展研究，得到比化学分析电子能谱（ ESCA ）等方法更加丰富的信息，即能量和波函数信息。
化学位移是由于分子中原子所处不同化学环境而引起的， ESCA 等方法通过研究其能量差异得到化学结构等信息。而通过 EMS 的方法，不仅可以得到能量差异的信息，还可以得到波函数差异的信息。我们已对 N 2 O 分子的 2σ 和 3σ 轨道的化学位移在能谱和动量谱中的相关信息开展了 EMS 研究。
相关研究论文发表在： Chem. Phys. Lett. 422 (2006) 308. EMS 专家 Brion 教授认为“ You guys are continuing to do excellent work. ”“ it shows the power of your new EMS electron spectrometer & its viability for core EMS chemical shift studies.” “ your own work at Tsinghua is the first Core EMS chemical shift study to be reported”.
N2O分子在1600 eV入射能条件的电离能谱
N2O分子轨道截面比3s/2s和角度的关系
3 ．在不同入射电子能量的条件下对重原子的相对论效应进行 EMS 研究。 随着原子序数的增加，相对论效应越来越明显。通过对重原子的n, l相同而j不同的轨道的电子动量谱的研究，发现它们的电子动量谱比值不是一个常数，这与非相对论的理论预言不一致。考虑到相对论效应的理论可以很好描述这一实验结果。我们已在1200 eV、1600 eV、2400 eV条件下对Xe分子的4d5/2和4d3/2轨道开展了相对论效应的研究。
相关研究结果发表在: Physical Review A 73 (4): Art. No. 042714, 2006.
在不同入射能条件下Xe的4d5/2 : 4d3/2截面之比与电子动量的关系
4 ．以高精度的实验数据为基础，与国外研究小组合作，首次开展了基于高水平的 Green 函数 ADC(3) 方法计算 Dyson 轨道动量分布的研究。相对于Hartree-Fock和DFT理论，ADC(3)方法可以更精确地描述碰撞电离的过程，而且还可以提供电子的关联和伴线信息。而Hartree-Fock和DFT都不能描述伴线结构。我们对CH2F2分子电子动量谱实验数据与不同计算方法的结果进行了比较。
相关研究结果发表在：Chemical Physics Letters, 421: 52-7, 2006.
CH2F2分子不同理论方法和实验电子动量谱的比较
5 ．利用电子动量谱学对分子轨道的排序进行研究。由于电子动量谱不仅可以提供轨道能级信息还可以提供轨道在动量空间的分布，从而得到比理论计算和PES更加准确的轨道排序。以前的方法依赖于对能谱的拟合，在能级间隔较小时的拟合结果有很大的不确定性，甚至不收敛。我们提出的差分方法可以对分子轨道进行准确的排序。我们已经利用该方法对C3H6分子1a''和8a'轨道的排序进行了研究。
相关研究论文发表在：Journal of Chemical Physics 122 (22), (2005), 224302.
利用差分方法对丙稀分子1a''和8a'不同轨道排序实验和理论比较
6 ．在不同入射电子能量的条件下对电离激发和电子关联效应进行 EMS 研究。
电子关联效应在原子分子结构和固体性能的研究中，占有特别重要地地位，同样也是理论计算的难题。在电子动量谱学的（e, 2e）反应中，反应后的离子除了处于基态（n=1），还会处于各个激发态（n=2, 3, 4, …）等。通过对不同n的电子动量谱的比较，可以看到它们的比值不能被现有理论很好描述，这需要更精确地考虑电子关联效应的理论计算。我们已对He原子在不同入射能条件下的电子关联效应开展了研究。
相关研究论文发表在：Physical Review A 72 (4), (2005), 042718.
通过对不同n的电子动量谱的比较，可以清晰地看到它们比值不是一个常数（也就是说不同n的波函数是不一样的），而这种波函数的不一致，正是由于电子关联效应带来哈密顿量的差异，所以这就充分地证明电子关联效应的存在。
不同入射能条件下He的电离能谱
不同入射能条件下He的（e, 2e）反应不同过程中散射截面比值与动量的关系
7．利用电子动量谱学进行分子构象研究。构象反映了分子的几何结构，它对有机化合物的性质和反应基理有重要的影响。利用不同构象下电子密度分布的不同，通过将实验得到的动量分布与不同构象的理论计算结果进行比较可以较为直观地得到分子构象信息。我们已经利用这种方法对四氢呋喃（C4H8O）和二恶烷（C4H8O2）这两种典型的杂环分子的构象进行了研究。
四氢呋喃和二恶烷分子HOMO轨道电子动量分布实验结果与不同构象下理论曲线的比较
从2004以来，我们实验室已经在Physical Review Letter, Journal of Chemical Physics, Chemical Physics Letters, Review of Scientific Instruments, Physical Review A, Physics Letters A, Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena等杂志上发表论文五十余篇。
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