基于二维电子自旋分析器阵列的超高效率自旋分辨光电子谱仪

物质的所有物理、化学性质都是由物质中的电子状态决定的。伴随着电子能量分析器多通道模式的发明，高分辨光电子谱方法已经成为研究物质特性形成机理的最直接、最有力的工具。电子自旋在超导、磁性、近藤效应、巨磁电阻效应等强相关联体系中起着重要的作用，但是目前的电子自旋分析器只能够工作在单通道模式，无法得到高精度的电子自旋信息，严重地阻碍了现代物质科学的进步。本申请人已经成功地研制了一个电子自旋分析器阵列原型机。原型机的测试结果表明，新发明的工作原理正确可行，我们迫切需要研究经费的支持，来完成实型机的研制。此设备的试制成功可以使自旋分辨光电子谱的测量效率提高1500倍以上。借助于此设备可以获得物质中包括自旋在内的高精度完整电子状态信息，必将极大地提高人类进行物质科学研究的能力。多通道型自旋分析器与PEEM,TEM等仪器相配合，可以得到电子自旋分布的显微图像，开辟纳米磁学研究的新领域。

利用磁场的反对称性，我们构筑了基于正入射VLEED方式的图像型多通道电子自旋分析器。分析器由电子光学系统, 氧化铁靶制备及磁化系统，探测器和电源系统组成。分析器成败的关键是电子光学系统的位置分辨率。电子光学系统的测试已经完成。测试结果显示本分析器电子光学系统的位置分辨率与设计指标符合，优于申请项目时提出的指标，可以实现100乘100道共10000道的多通道测量模式。氧化铁靶的生长已经顺利完成并观察到了清晰的LEED图像。探测器和电源系统工作正常。以上结果说明自旋分析器的建设已经完成。目前，我们正在进行自旋分析器与光电子谱仪的整合及最终性能测试。