上海同步辐射光源

光束线介绍学科应用领域

超高分辨宽能段光电子实验系统（简称梦之线）是国家财政部支持的国家重大科研装备研制项目，目标是建成迄今国际上最先进的同步辐射光束线－光电子实验系统(Dreamline)。实现超宽能段覆盖（20－2000eV）和超高能量分辨（10 meV@1000 eV），创造软X射线实验能力的最高记录。梦之线的设计目标是利用角分辨光电子能谱（ARPES）和光电子显微镜（PEEM）研究凝聚态固体材料的电子结构和表面与界面性质。束线利用了双EPU设计（两个APPLE-II 型插入件LEID和HEID分别覆盖低能量和高能量段）提供从20 eV到2000 eV的连续变化的同步辐射光。光束线具有超高分辨率、高光通量，以及匹配不同的偏振模式和经过高阶抑制优化的性能，为国内外用户提供研究固体材料能带结构和表面性质的理想平台。由于它具有的宽能量覆盖，尤其适用于研究体相和表面具有不同性质的材料。

科学目标

“梦之线”的科学目标是实现超宽能段覆盖（20-2000eV）和超高能量分辨（25meV@867eV），并将角分辨光电子能谱（ARPES）、光电子显微镜（PEEM）两个实验站与光束线有机集成，创造一个绝佳的软X射线实验环境。 ARPES是唯一能直接获得倒易空间中费米能级附近价带电子的方向、速度和散射过程的实验手段，适用于研究强关联电子系统（超导、石墨烯等）、自旋电子学（拓扑绝缘体、反常量子霍尔效应以及磁性材料）、纳米结构及纳米材料等；PEEM则能动态地对上述材料在实空间中呈现的结构进行高空间分辨解析。

光束线布局和构成光束线详细参数

线站性能参数

能量范围	20-200 eV（LEID）,200-2000 eV（HEID）
能量分辨率	35000 @ 867 eV
偏振	LH/LV/C+/C-
样品处光通量	3.5×10¹¹ phs/s/0.01% BW @ 800eV
样品处光斑尺寸（PEEM）	20 ？m×30 ？m
角分辨光电子能谱（ARPES）	最佳能量分辨率21 meV @ 400 eV 最低温12 K (Carving样品架) 样品处理: 氩刻/高温退火1000℃/K-cell 样品生长表征：MBE+RHEED+LEED
光电子显微镜(PEEM)	分辨范围0.65-100 um 空间分辨率 LEEM 3 nm; PEEM 6 nm(汞灯)/20 nm(X光) 能量分辨率 0.15 eV 备选光源:飞秒激光（波长800/400 nm）/汞灯（4.9eV）原位处理：氩刻/K-cell/E-beam/ O₂, Ar等气氛
辅助设施	Unilab Pro SP(1250/1000)型手套箱，制备和存放空气敏感样品

实验室布局和构成主要实验方法实验站主要设备实验条件样品准备方法数据采集及处理

角分辨光电子能谱（ARPES）

ARPES实验站配备了先进的Scienta DA30L 电子能量分析器和六轴液氦开循环样品操纵台Carving。其中DA30L具备最新的Deflection模式，能够进行快速高效的费米面测绘，尤其适用于小尺寸样品。Carving样品架具有3个平移自由度和3个转动自由度，提供高精度、高稳定性的样品姿态操控，方便地获取动量空间内大范围内任意位置的电子结构信息。Carving配有Labview编写的控制软件和良好的位置与安全连锁程序，为实验测量带来便利性。

AREPS系统配备了进样腔、中转和样品预处理腔、样品准备腔和实验主腔。其中进样腔预留6个样品位；中转和预处理腔可以进行样品表面的Ar气清洗和退火处理；样品准备腔配有低能电子衍射（LEED）和K-cell，对样品表面进行周期性检测与表面电子掺杂调制。此外，实验站配备了分子束外延生长系统，以进行Fe(TeSe) 薄膜的制备。

主要方法：UVU/Soft X-ray/ Resonant ARPES，MBE

光电子显微镜（PEEM）

PEEM通过光电效应，为用户提供研究固体材料表面性质的高空间分辨率、化学成分和磁性分辨的实验平台。线站配备了高性能能量分析器，同时提供同步辐射光、汞灯和激光等多种光源满足不同的实验需求。利用飞秒激光，目前已实现时间分辨的超快PEEM方法，满足对表界面动态过程的研究要求。

主要方法：LEEM，MEM，LEED，UV/X-ray/Laser-PEEM，Spectroscopy

方法应用

ARPES

PEEM

设备布局图

线站用户成果highlight 用户成果列表或链接

姓名	分工	地点	电话
梦之线（BL09U）
黄耀波	用户联系人	综合科研楼414房间	021-33932093
实验站		实验大厅