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科学大讲堂 | 乔山研究员分享自旋分辨光电子谱及极紫外激光研究进展

5月17日下午，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员乔山应邀做客理学院第115期科学大讲堂，带来了题为 “自旋分辨光电子谱及极紫外激光研究进展”的学术报告。物理系副教授刘畅主持讲座，并为乔山颁发科学大讲堂荣誉证书。

固体的物理性质由其电子状态决定，普通角分辨光电子能谱（Angle-resolved photoemission spectroscopy，ARPES）可测量固体的能量和动量，现代的自旋探测器还能令角分辨光电子能谱具有自旋分辨功能，即自旋分辨角分辨光电子能谱（Spin-resolved ARPES），是研究固体物性的重要工具。

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讲座现场

乔山首先介绍了早期的Mott自旋探测器和VLEED自旋探测器，Mott自旋探测器运行稳定，VLEED自旋探测器测试效率高，但这两种探测器都是单通道的，乔山研究组利用电子光学原理，研发了世界级的图像型多通道自旋分析器，极大提高了测量能带自旋信息的效率和数据信噪比，使观察能带的精细自旋结构成为可能。随后，乔山介绍了双光电子能谱在研究高温超导及关联材料机理上的前景。实现双光电子测量需要克服约 9 eV的功函数，并且测量整个布里渊区需要14 eV以上的脉冲EUV（Extreme ultraviolet，极紫外）激光，因此，新型EUV激光是实现双光电子测量的关键。乔山课题组发明的高光子能量激光使得双光电子测量成为可能。

目前，乔山课题组致力于建设国际首创的毫电子伏精度三维多通道自旋分辨双光电子谱仪，旨在实现对库伯对的直接测量，确认赝能隙态下是否存在电子库珀对，为高温超导机理研究提供实验证据。同时，该仪器将实现对库伯色散关系的测量，以确认自由库伯对理论的正确性，并能观测双粒子格林函数，直接测量关联相互作用的强度和对称性，为研究超导、磁性等强关联材料体系提供科研利器。

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交流环节

在互动问答环节中，现场师生就多通道自旋分析器的研制与双光电子过程等方面的问题进行了提问与讨论，乔山逐一进行回答。

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