对重费米子系统CeRu $_2$ Si $_2$和处于顺磁相的$4f$局域铁磁体CeRu $_2$ Ge $_2$进行了软、硬X射线光电子能谱学(PES)研究.用软X射线$hν$依赖角分辨光电子能谱学(ARPES)研究了CeRu $_2$ Si $_2$的三维能带结构和费米面形状.通过对$4f$巡游模型和定域模型的能带结构计算,定性地解释了CeRu $_2$ Si $_2$和CeRu $_2$ Ge $_2$在费米面拓扑和非$4f$电子结构上的差异.用单杂质Anderson模型计算了CeRu $_2X_2$($X$ = Si,Ge)中Ce的价态,Ce 3d硬X射线芯能级PES和Ce 3d X射线吸收谱显示出部分$_2$对CeRu $_2$ Si $_2$中传导电子的贡献具有较强的杂化和特征.
英文摘要:
Soft and hard X-ray photoelectron spectroscopy (PES) has been performed for one of the heavy fermion system CeRu$_2$Si$_2$ and a $4f$-localized ferromagnet CeRu$_2$Ge$_2$ in the paramagnetic phase. The three-dimensional band structures and Fermi surface (FS) shapes of CeRu$_2$Si$_2$ have been determined by soft X-ray $hν$-dependent angle resolved photoelectron spectroscopy (ARPES). The differences in the Fermi surface topology and the non-$4f$ electronic structures between CeRu$_2$Si$_2$ and CeRu$_2$Ge$_2$ are qualitatively explained by the band-structure calculation for both $4f$ itinerant and localized models, respectively. The Ce valences in CeRu$_2X_2$ ($X$ = Si, Ge) at 20 K are quantitatively estimated by the single impurity Anderson model calculation, where the Ce 3d hard X-ray core-level PES and Ce 3d X-ray absorption spectra have shown stronger hybridization and signature for the partial $4f$ contribution to the conduction electrons in CeRu$_2$Si$_2$.
Observation of three-dimensional bulk Fermi surfaces for a strongly correlated material by soft x-ray $hν$-dependent (700-860 eV) ARPES
利用软X射线$hν$依赖的(700-860 eV)ARPES研究了强关联Ce化合物顺磁相铁磁体CeRu $_2$ Ge $_2$在高温下的三维费米面.虽然所观察到的费米面以及准粒子的色散部分解释了基于局域$4f$模型的能带结构计算,定性的差异,在实验中,我们的APRES在顺磁相和德哈斯-范阿尔芬测量在铁磁相,被揭示。这表明,在$4f$的贡献费米面的磁性相变广泛看到的Ce化合物的根本变化。
Evidence for Many-Body States in NiPS$_3$ Revealed by Angle-Resolved Photoelectron Spectroscopy
Wrocław University of Science and Technology(弗罗茨瓦夫理工大学);RWTH-Aachen University(亚琛工业大学);Technion, Haifa(海法理工学院);Forschungszentrum Jülich(于利希研究中心);University of Trieste(的里雅斯特大学);Elettra – Sincrotrone Trieste S.C.p.A.(Elettra-的里雅斯特同步辐射中心);Pacific Northwest National Laboratory(太平洋西北国家实验室)
Expansion of Momentum Space and Full 2$π$ Solid Angle Photoelectron Collection in Laser-Based Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy by Applying Sample Bias
Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Technical Institute of Physics and Chemistry, Chinese Academy of Sciences(中国科学院化学物理研究所);Songshan Lake Materials Laboratory(松山湖材料实验室)
Quantitative study of valence and configuration interaction parameters of the Kondo semiconductors CeM2Al10 (M = Ru, Os and Fe) by means of bulk-sensitive hard x-ray photoelectron spectroscopy
Sub-tesla on-chip nanomagnetic metamaterial platform for angle-resolved photoemission spectroscopy
Yale University(耶鲁大学);Rice University(莱斯大学);Boston College(波士顿学院);Princeton University(普林斯顿大学);University of Maine(缅因大学);University of Minnesota(明尼苏达大学);Georgia Institute of Technology(佐治亚理工学院);Stanford Synchrotron Radiation Lightsource, SLAC National Accelerator Laboratory(斯坦福同步辐射光源,SLAC国家加速器实验室)
Electronic Structure of ThPd$_2$Al$_3$: an impact of the U $5f$ states in the electronic structure of UPd$_2$Al$_3$
用光电子能谱研究了与重费米子超导体UPd $_2$ Al $_3$同构的ThPd $_2$ Al $_3$的电子结构.利用角分辨光电子能谱(ARPES)研究了ThPd $_2$ Al $_3$的能带结构和费米面,并利用局域密度近似的能带结构计算对结果进行了解释. ARPES谱和能带计算结果的比较表明,ThPd $_2$ Al $_3$的费米面主要由Al $3p$和Th $6d$态组成,Pd $4d$态的贡献很小. ThPd $_2$ Al $_3$和UPd $_2$ Al $_3$的能带结构比较表明,UPd $_2$ Al $_3$中的U $5f$态通过与Al层中的Al $3p$态杂化形成费米面,表明UPd $_2$ Al $_3$的费米面具有较强的三维性质.
Incoherent Spectral Weight Emerging from a Van Hove Singularity in a Kagome Metal
Donostia International Physics Center (DIPC)(多诺斯蒂亚国际物理中心);University of the Basque Country (UPV/EHU)(巴斯克大学);Aalto University School of Science(阿尔托大学理学院);Department of Physics, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学物理系);CIC nanoGUNE(nanoGUNE创新中心);Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids(马克斯·普朗克固体化学物理研究所);Diamond Light Source Ltd(钻石光源有限公司)
Trigger of the ubiquitous surface band bending in 3D topological insulators
拓扑绝缘体(TI)领域的主要科学活动包括通过磁输运和电子能谱确定其电子结构,以基于拓扑输运的器件为目的。然而,这种方法有一个警告。由Shubnikov de Haas(SdH)振荡和角分辨光电子能谱学(ARPES)确定的TI单晶最原始表面的电子结构存在系统的实验差异。我们确定强烈的紫外线照射-这是固有的ARPES实验-作为这些实验差异的来源。我们明确地表明,照明是关键参数,或者换句话说,触发器,为TI晶体的表面附近的电子带的能量转移。这一发现重新审视了人们普遍认为表面装饰是表面能带弯曲的主要原因,并解释了为什么能带弯曲在无光照磁输运研究中不是一个主要问题。我们的研究进一步阐明了照明的电子能带结构的TI揭示其双重效应:向下带弯曲非常小的时间尺度,然后在大的时间尺度带平坦化的作用。因此,我们的研究结果使我们能够提出和预测完整的演变的能带结构的TI在一个典型的ARPES实验。凭借我们的研究结果,我们确定了两种替代方案,如何接近平带的条件,通过基于光子的技术,我们提出了一个微观机制,可以解释的基本现象。
Orbital Complexity in Intrinsic Magnetic Topological Insulators MnBi$_4$Te$_7$ and MnBi$_6$Te$_{10}$
利用角分辨光电子能谱(ARPES)研究了磁性范德华化合物MnBi $_4$ Te $_7$和MnBi $_6$ Te $_{10}$的表面电子结构,这两个化合物是模块(Bi $_2$ Te $_3$)$_n$(MnBi $_2$ Te $_4$)系列中的$n=$~1和2个成员,它们作为本征磁性拓扑绝缘体引起了人们的兴趣.结合圆二向色性,自旋分辨和光子能量依赖的ARPES测量与计算的基础上密度泛函理论,我们揭示了复杂的动量依赖的轨道和自旋纹理的表面电子结构和解纠缠拓扑从平凡的表面带。我们发现,Dirac-cone色散的拓扑表面状态的强烈扰动的杂化与价带状态的Bi $_2$ Te $_3$终止的表面,但仍然保留MnBi $_2$ Te $_4$终止的表面。我们的研究结果牢固地建立了这些磁性范德华材料的拓扑非平凡性质,并表明实现量子化的异常霍尔电导率的可能性取决于表面终止。