角分辨光電子能譜學

角分辨光電子能譜學（Angle resolved photoemission spectroscopy，ARPES）， 是一種直接觀測某固體內底電子結構的方法，通常是利用足懸的能量的光子，照射某固體，而且觀察電子的散射，伊就會當知影講某固體內底的電子結構，這種技術對固態物理有真大的幫助。因為這種技術會當顯示其準確度真懸，捌予人看做是：一个會當看著電子結構的顯微鏡。( a microscope for where and how the electrons move ) 到甲今仔日，角分辨光電子會當譜學猶原觀察電子結構的最佳利器。

原理

能量守恆：

$ E=\ hbar \ omega-E _ { B }-\ phi $

• $ E $ 是出射線電子的動能（會當測量值）
• $ \ hbar \ omega $ 是總的入射光子能（會當測量值）
• $ E _ { B } $ 電子的束縛能，相對的是 Fermi 面
• $ \ phi $ 電子功函數（共電子對樣品徙出來到真空中需要的能量）

佮電子動量相比並，光子動量傷細，定定無惜略。 當做品表面敢若金滑的時陣，平移對稱性要求愛面品面內電子動量分開會當轉化做：

$ \ hbar k _ { i \ parallel }=\ hbar k _ { f \ parallel }={ \ sqrt { 二 mE } } \ sin \ theta $

其中，

• $ \ hbar k _ { f } $ 是出射線電子的動量（通過測量的角度會當知 )
• $ \ hbar k _ { i } $ 是電子初始動量毋過，電子動量的垂直分量 $ k _ { i \ perp } $ 無法度保留。典型的處理方法就是假定終態是類自由電子的，若按呢，咱會當得著這个

$ k _ { i \ perp }={ \ frac { 一 } { \ hbar } } { \ sqrt { 二 m ( E \ cos ^ { 二 } \ theta + V _ { 零 } ) } } $

其中，$ V _ { 零 } $ 表示對真空中會當紮深度，包括電子功函數 $ \ phi $；$ V _ { 零 } $ 會當干焦通過測量垂直表面發射的電子的動能綴著射光子能量的函數關係即可。

能量佮動量色散關係會使通過解電子束縛能 $ E $ 佮電子波矢 $ \ mathbf { k } _ { i }=\ mathbf { k } _ { i \ parallel } + \ mathbf { k } _ { i \ perp } $ 的關係式得著。

參考文獻

• Campuzano J C , Norman M R and Randeria M 兩千空四 Photoemission in the High Tc Superconductors vol II , pp 一百六十七–兩百六十五 ( Berlin : Springer )
• Shen , Z .-X . and Dessau , D . S . , Phys . Rep . 兩百五十三 , 一 ( 一千九百九十五 ) .
• ARPES experiment in fermiology of quasi 鋪二 D metals ( Review Article ) ( 二千空一十四 )

外部連結

• ARPES laboratory at Stanford
• ARPES at the Boston College
• Campuzano ARPES group
• ARPES on complex systems at the UBC Vancouver
• Lanzara research group
• Dessau research group
• Leibniz Institute ARPES research in Dresden
• Brookhaven Laboratory
• Tohoku University ARPES group
• University of Tokyo , Fujimori group
• Amsterdam University
• PSI Beamline
• Xingjiang Zhou Group