PDF《超高分辨率光电子能谱仪和超导电子态的直接观察 ！》

物理 研究快讯 超高分辨率光电子能谱仪和超导电子态的直接观察! 陈创天!, " # # 刘丽娟! # # 许祖彦$ (!# 中国科学院理化技术研究所# 北京# ($# 中国科学院物理研究所# 北京# 摘# 要# # 文章较系统地介绍了光电子能谱仪的基本原理和现有光电子能谱仪的问题' 在此基础上介绍了激光超 高分辨率光电子能谱仪的优点, 它采用的是 (): *+,- 激光六次谐波输出作为激光光源' 最后给出了使用这台分辨 率达 %' .

/01+ 的超高分辨率光电子能谱仪, 在国际上首次直接观察到 2134$ 化合物超导体在超导态时的电子聚集 和超导能隙' 关键词# # 激光,六次谐波, 光电子能谱仪 0'1#$,0*#*$ %.2 2'$*1# ,3+*$4%#',. ,5 +-/*$1,.2-1#'.( *"*1#$,.+ 256( 27489:;

(正常态) 和&% !> (超导态) 时, 在费米能级 附近的电子态密度分布的变化% 这一能谱的分辨率 图#5" ?;

在 温度下的费米表面能量谱 (理论与 实验作比较) 图##" 9*:;

< 单晶在 !% 5> (正常态) 和&% !> (超导态) 时, 在费米能级附近的电子态密度分布;

插图是 9*:;

< 单晶从正常态到超导态时, 形成的对称能隙图 为5% , 下降到 &% !> 时, 在费米面能级以下, 出现了一个很尖锐的超导电子聚集态, 从而形成了 一个超导能隙, 这一能隙大约是 #@ &,(*7, 也就是超 导电子 聚集态的能量大约低于费米能级(!. ) #@ &,(*7% 此图中高于费米能级的一个小峰是由于 热引起少量电子从超导态激发而成% 图## 中的插图 更清楚地指出了 9*:;

< 单晶从正常态到超导态时 所形成的一个对称能隙% 在此图中, 我们已经把电子 态.12分布函数从图中移开, 从而更加清楚地看 出9*:;

< 单晶从正常态 (平行曲线) 到超导态时所 形成的能隙% 6" 激光光电子能谱仪的进一步发展 这次由中国和日本科学家共同研制的激光光电 ・ ! " # ・ 研究快讯 ! "# 卷($%%& 年) '% 期 子能谱仪, 还只是解决了分辨率问题, 因为这台能谱 仪所获得的仅仅是电子的动能信息, 实际上逃逸出 固体表面的超导态电子, 除了能量信息外, 还有动量 信息, 也就是电子的 ! 信息( 我们知道, 对于化合物 超导体 (也就是一般所说的高温超导体) 的一个重 要特性是, 它们在超导态时, 不但形成超导能隙, 而 且由于部分局域化电子参与了外层自由电子的超导 过程, 因此, 表现出超导能隙各向异性的特点, 也就 是说化合物超导体的超导能隙大小和 ! 是相关的( 因此, 研究化合物超导体机理的科学家迫切的希望 知道超导能隙和 ! 的依赖关系, 从而可确定哪一类 价带电子参与了固体超导态的发生, 这就要求进一 步研制角分辩的激光光电子能谱仪( 目前, 中国科学 院物理研究所和理化技术研究所正在进行合作, 希 望能尽快研制出角分辩激光光电子能谱仪, 并能测 出和 ! 相关的各向异性超导能隙, 这将为高温超导 体的理论解释提供非常重要的直接证据( 参考文献0112-+ 3,456+7-88-+ / 9( :6;

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