角分辨光电子能谱

— 课题组简介 —

       极端条件物理重点实验室EX7组以角分辨光电子能谱（ARPES）实验技术为主，与扫描隧道显微镜（STM）和原位薄膜外延生长相结合，通过表征量子材料在动量空间和实空间的电子结构，探索新奇的拓扑和关联量子态，揭示拓扑、超导、关联等物理现象的内在机理。课题组在拓扑量子物态、铁基拓扑超导、铁基超导机理等多个凝聚态物理领域的重要方向取得了一系列突破性的研究进展，已发表2篇Nature、3篇Science、6篇Nature Physics、9篇Physical Review X、22篇Physical Review Letters、13篇Nature Communications、4篇Science Advances，并在Reviews of Modern Physics和Nature Reviews Physics等期刊上撰写综述性论文。研究成果入选“物理评论”系列期刊125周年纪念论文集（唯一来自中国本土的研究工作，共49项，其中34项获诺贝尔奖）、中国科学院改革开放四十年40项标志性重大科技成果—“拓扑物态领域系列研究”、英国物理学会评选的物理学年度十大突破、美国物理学会评选的物理学年度八大亮点工作、五次入选中国科学十大进展和中国十大科技进展新闻。

       EX7组牵头建设的上海光源“梦之线”，自2014年底建成以来，在拓扑量子物态电子结构的研究中发挥了巨大的作用。此后，经过近十年的努力，陆续搭建了多套先进的ARPES和STM设备，包括时间分辨ARPES、空间分辨ARPES、³He极低温超高分辨ARPES、深紫外激光ARPES、惰性气体光源ARPES、³He极低温强磁场STM、稀释制冷极低温矢量磁场STM、JT制冷低温STM，还搭建了多套脉冲激光沉积（PLD）、氧化物分子束外延（OMBE）和分子束外延（MBE）薄膜生长设备，部分ARPES、STM和薄膜设备组成多套超高真空联合系统。这些尖端的仪器设备为系统开展拓扑、超导、关联等量子体系的单晶、薄膜和二维材料在动量空间和实空间电子结构的联合表征和原位外场调控奠定了重要基础。