光电子能谱技术的新目标，是要实现对材料电子状态的完全描述，即对电子的能量、动量和自旋三个参量同时进行测量。已有角分辨光电子能谱只能测量能量和动量两个参量，而要测量电子的自旋，则需要光电子能谱技术具备自旋分辨功能。电子自旋探测的重要性，一方面是因为材料的众多奇异物性均和电子的自旋直接相关，例如在高温超导电性研究中，反铁磁自旋涨落与超导电性的关系一直是研究超导机理的一个核心问题，而在庞磁电阻锰氧化合物材料中，庞磁电阻的产生与材料的磁学性质也紧密地联系在一起。另一方面，对电子自旋的研究，更与新兴的自旋流和自旋电子学在信息领域的应用密切相关。因此，自旋分辨光电子能谱作为探测材料中电子自旋状态的最直接的实验手段，无论对自旋电子学材料的探索，还是对量子自旋流现象和先进材料中众多新奇量子现象相关的物理研究，都具有重要的意义。

　　长期以来，由于自旋分辨光电子能谱仪的效率很低，导致它的能量分辨率差并缺乏角分辨功能，这两大弱点大大限制了自旋分辨光电子能谱仪获得关键信息的能力，阻碍了它在材料和物理研究中的广泛应用。深紫外激光的最显著特点在于它的单色性好，亮度高，正好为研制同时具有角分辨和自旋分辨全功能的高能量分辨率光电子能谱仪提供了良好的契机。此外，深紫外激光的使用还会大大增强光电子能谱分析技术对材料体效应测量的灵敏性。该项目的目标，就是要利用我国在深紫外激光方面的自主知识产权优势，启动发展高分辨多功能光电子能谱技术的第一期工程，即研发基于深紫外激光的同时具有自旋分辨和角分辨功能的高分辨光电子能谱技术，使自旋光电子能谱技术产生质的飞跃，改变现有设备无法满足科研发展需求的现状，并使我国在相关领域始终保持国际领先地位。

　　同时具有自旋分辨和角分辨功能的光电子能谱'以下简称自旋分辨(角分辨光电子能谱仪)的工作原理是：当光束照射在样品上，材料中的电子由于光电效应会逃逸样品，并被自旋分辨(角分辨光电子谱仪中的电子能量分析器和自旋探测器接收并分析，电子能量分析器以角积分或角分辨模式工作，提供具有超高能量分辨率（优于20meV）和自旋分辨的光电子能谱数据，实现研究电子的自旋状态的目的。结合角分辨光电子能谱分析技术，可以同步获取能量、动量和自旋这3个物理量，实现对材料的电子状态的全面描述。根据其工作原理，该项目的研制内容包括以下几个方面。

　　（1）与VG Scienta公司合作，研发能适用于低能光电子角分辨功能，并能和自旋探测器相匹配的高能量分辨率、高角度分辨率、高电子通量的电子能量分析器，研发高效率的莫特型自旋探测器。

　　目前国际公认性能最好的能量分析器是由瑞典VG Scienta公司生产的半球型能量分析器。为了能和紫外激光匹配，获得最佳能量和动量分辨率，该项目采用了新型的Scienta R4000电子能量分析器。它的能量分辨率高（好于1 meV），并具有独特的角分辨模式，可同时分别测量30、14和7度角，最佳角度分辨率为0.3度。

　　目前国际上性能最好的自旋探测系统也是由VG Scienta公司生产的，它的核心是Rice大学生产的莫特型自旋探测器，电子通过自旋转换（spin transfer）透镜系统从能量分析器进入莫特型自旋探测器，自旋分辨功能得以实现。该系统与Scienta R4000电子能量分析器共用相同的软件操作系统，兼容性高，不需机械操控，两个分析器间的转换快捷简便，利于角分辨和自旋分辨双重功能的同时实现。