近日，我校工学院徐学锋教授课题组完成的"Observations on valence-band electronic structure and surface states of bulk insulators based on fast stabilization process of sample charging in UPS"论文，发表在物理与天体物理领域Top期刊《Laser & Photonics Reviews》（中国科学院一区TOP，IF="11）。
电子能带结构，尤其是价带结构，是材料最本征的性质之一，对其在包括电子、光学、光电子、光伏和光催化等领域的应用有着深远影响。紫外光电子能谱(ultraviolet photoelectron spectroscopy, UPS)作为最常用的价带电子结构的实验测量方法，在应用到绝缘体表面时，测量结果非常容易受到表面荷电效应的影响，这可能会使谱图向更高的结合能(binding energy, BE)移动，甚至谱图形状也会发生变形，从而误导对人们对能带结构的分析。
本研究表明，对溅射清洗后的绝缘体表面，在很短的时间内（约1s），光电效应导致的表面荷电就能够达到稳定状态，连续测量得到的UPS谱图也几乎完全相同。通过对比表面的UPS谱图及X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)谱图，进一步得到了表面荷电对谱图造成的实际偏移量大小，并依此对谱图进行了准确的校正。在校正后的绝缘体的价带结构测量结果中，价带顶之上的带隙中显示出明显的占据态电子能级分布(即"表面态"的存在)。通过第一性原理计算对实验结果进行了验证，计算结果与校正后的测量结果高度吻合，同时还表明了晶体周期性结构在表面处的截断是表面态存在的原因。本文为研究绝缘体表面的价带结构和表面态分布提供了可行的测量与分析方法。
论文第一作者为工学院博士研究生朱磊，第一通讯作者为徐学锋教授，工学院博士研究生李薇参与了相关研究工作，北京林业大学为第一完成单位。该项工作得到了国家自然科学基金项目（52375166）的支持。
