同义词 ARPES一般指角分辨光电子能谱
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角分辨光电子能谱(Angle resolved photoemission spectroscopy ,简称ARPES)利用光电效应研究固体的电子结构。1887年由德国物理学家赫兹发现，一束光照射在样品表面，当入射光频率高于特定阈值（功函数）时，表面附近的电子会脱离样品，成为自由电子，这就是光电效应。在我们的ARPES实验中，采用稀有气体电离或者同步辐射作为光源。
- 中文名
- 角分辨光电子能谱
- 外文名
- Angle resolved photoemission spectroscopy
- 简 称
- ARPES
- 作 用
- 利用光电效应研究固体的电子结构
光电子在真空飞行的过程中，被一个接受角度很小的能量分析器收集计数。
目前应用最广的分析器测量光电子数与其出射角(即电子动量)和出射动能的函数关系。利用动能守恒定律和动量守恒定律，我们可以计算出样品中电子的动能及动量。其中，能量守恒定率为：在这一过程中，系统的能量是守恒的：光电子的动能，材料的功函数以及电子的束缚能之和等于入射光子的能量。
其中，ħω为入射光能量，Ekin为出射光电子动能，ϕ为材料功函数(发生光电效应的最小光子能量)，EB为电子束缚能。我们的主要目的是得到样品中电子束缚能与电子动量的函数关系。
垂直于样品表面方向上晶体平移对称性被破坏，导致在此方向上动量不再守恒。因此我们只能得到固体中的电子在平行于样品表面方向上动量分量。光子的动量很小，与电子动量相比可以忽略。所以，按照图中的几何关系，平行于样品表面方向的动量守恒定律可表示为：
角分辨光电子谱通过测量不同出射角度的光电子的动能，就可以得到电子在固体中平行于样品表面的动量分量。其中P||为平行于样品表面的选定方向上的动量分量,k||为固体中电子的波矢,me为电子质量,Ekin为电子的动能,θ电子出射角度。
将得到的能量与动量对应起来，就可以得到晶体中电子的色散关系。同时，ARPES也可以得到能态密度曲线和动量密度曲线，并直接给出固体的费米面。
角分辨光电子能谱(ARPES)是一种基于爱因斯坦光电效应的实验技术。随着同步辐射x光以及极紫外激光的发展，在过去的二三十年里，ARPES的能量和动量分辨率得到了极大的提高。它作为一种高能量和动量分辨的光电子能谱技术不仅能够直接测量晶体中电子能带结构还可以测量电子与其他元激发之间的相互作用，在新颖量子材料的物理研究中发挥了巨大的作用
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