近日，我校工學院徐學鋒教授課題組完成的"Observations on valence-band electronic structure and surface states of bulk insulators based on fast stabilization process of sample charging in UPS"論文，發表在物理與天體物理領域Top期刊《Laser & Photonics Reviews》（中國科學院一區TOP，IF="11）。
電子能帶結構，尤其是價帶結構，是材料最本征的性質之一，對其在包括電子、光學、光電子、光伏和光催化等領域的應用有著深遠影響。紫外光電子能譜(ultraviolet photoelectron spectroscopy, UPS)作為最常用的價帶電子結構的實驗測量方法，在應用到絕緣體表面時，測量結果非常容易受到表面荷電效應的影響，這可能會使譜圖向更高的結合能(binding energy, BE)移動，甚至譜圖形狀也會發生變形，從而誤導對人們對能帶結構的分析。
本研究表明，對濺射清洗后的絕緣體表面，在很短的時間內（約1s），光電效應導致的表面荷電就能夠達到穩定狀態，連續測量得到的UPS譜圖也幾乎完全相同。通過對比表面的UPS譜圖及X射線光電子能譜(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)譜圖，進一步得到了表面荷電對譜圖造成的實際偏移量大小，并依此對譜圖進行了準確的校正。在校正后的絕緣體的價帶結構測量結果中，價帶頂之上的帶隙中顯示出明顯的占據態電子能級分布(即"表面態"的存在)。通過第一性原理計算對實驗結果進行了驗證，計算結果與校正后的測量結果高度吻合，同時還表明了晶體周期性結構在表面處的截斷是表面態存在的原因。本文為研究絕緣體表面的價帶結構和表面態分布提供了可行的測量與分析方法。
論文第一作者為工學院博士研究生朱磊，第一通訊作者為徐學鋒教授，工學院博士研究生李薇參與了相關研究工作，北京林業大學為第一完成單位。該項工作得到了國家自然科學基金項目（52375166）的支持。
