ARPES(角分辨光電子能譜)腔體需要磁屏蔽,?核心原因是為了消除外部磁場對電子軌跡的干擾,確保測量精度?。地球磁場或實驗環境中的雜散磁場即使很微弱,也可能導致出射光電子發生偏轉,從而扭曲能譜圖像,影響對材料電子結構的準確解析。
具體來說,磁屏蔽的作用體現在以下幾個方面:
首先,ARPES實驗依賴于**追蹤從樣品表面發射出的光電子的角度和能量信息。這些電子在飛行過程中若受到外部磁場的影響,會因洛倫茲力而發生偏轉,導致探測器接收到的位置信號失真,進而造成能帶結構測繪出現偏差。尤其在高分辨率測量中,這種影響不可忽略。
其次,許多ARPES系統工作在超高真空和極低溫環境下,常與超導磁體或其他精密設備共存,周圍電磁環境復雜。為避免鄰近設備產生的磁場干擾,采用μ金屬等高導磁材料構建屏蔽層,可有效將外部磁感線“引導"繞過腔體內部,形成低磁場環境。這類屏蔽室的剩磁可降至3nT以下,相當于地磁場的萬分之一,為高靈敏度測量提供保障。
此外,某些ARPES實驗還涉及自旋分辨測量或拓撲材料研究,這類體系本身對外磁場極為敏感。例如,在軸子絕緣體或外爾半金屬的研究中,微小磁場可能誘發相變或掩蓋關鍵量子效應,因此必須通過磁屏蔽維持本征態的穩定性。
值得注意的是,雖然不銹鋼屬于低磁性材料,但在低溫下仍可能表現出一定的磁性增強效應,因此在樣品臺附近應盡量避免使用此類零部件,以防引入局部磁場擾動。