Local and non-local electron dynamics of Au/Fe/MgO(001) heterostructures analyzed by time-resolved two-photon photoemission spectroscopy
采用飞秒激光脉冲前后泵浦Au/Fe/MgO（001），结合双光子光电子发射光谱检测，分析了在费米能级以上0.6 ~ 2.0 eV处，埋层Fe中激发电子的局域弛豫动力学、穿过Fe-Au界面注入Au以及穿过Au层的电子输运.通过分析作为Au膜厚度的函数，我们获得了体Au和Fe的电子寿命，并区分异质结构的组分中的弛豫。我们还表明，激发的电子传播通过金在一个superdiffusive制度，并得出结论，进一步的电子注入整个外延界面进行弹道电子波包传播。
2020-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hard x-ray standing-wave photoemission insights into the structure of an epitaxial Fe/MgO multilayer magnetic tunnel junction
Fe/MgO磁性隧道结是一种经典的自旋电子学系统，具有当前重要的技术意义，并具有未来创新的兴趣。关键的磁性与难以接近的掩埋界面的结构直接相关，并且表面附近的Fe和MgO成分在暴露于空气时不稳定，因此更深的探测，非破坏性的原位测量非常适合该系统。因此，我们应用硬X射线光电子能谱（HXPS）和驻波（SW）HXPS在几keV的能量范围内探测外延生长的MgO/Fe超晶格的结构。超晶格由9个重复的MgO在Fe上通过磁控溅射在MgO（001）衬底上生长，具有保护性的Al 2 O3覆盖层。我们通过SW-HXPS确定9个重复中的8个是相似的和有序的，具有33 $\pm$ 4埃的周期，在界面处存在少量的FeO，并且具有约100 μ m的显著扭曲的顶部双层。在顶部MgO/Fe界面处的下层的氧化的3倍。在铁层的顶部和底部有不对称氧化的证据。我们发现暗场扫描透射电子显微镜（STEM）和X射线反射率测量的协议。通过STEM测量，我们确认了一个整体的外延堆叠与位错和翘曲的界面处的CA。5埃。我们还注意到一个明显的差异，在顶部的双层，特别是MgO，与可能的铁夹杂物。因此，我们表明，SW-HXPS可用于探测深埋界面的新型磁性器件与几埃的精度。
2019-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photoemission from buried interfaces in SrTiO3/LaTiO3 superlattices
我们测量了SrTiO_3/LaTiO_3超晶格的光电子能谱，其中最上层的SrTiO_3层的厚度是可变的。在化学突变的SrTiO 3/LaTiO 3界面处观察到有限的相干光谱权重和清晰的费米截止，表明在莫特绝缘体LaTiO 3和能带绝缘体SrTiO 3之间的界面处发生"电子重构“。对于SrTiO_3/LaTiO_3界面在高温（~ 1000 ℃）下退火，这导致Sr/La原子相互扩散，从而形成La_（1-x）SrxTiO_3-like材料，发现非相干部分的强度显著降低，而具有尖锐费米截止的相干部分由于电荷的扩散而增强。层动力平均场理论计算很好地再现了这些重要的实验特征。
2006-04-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic dichroism in angular resolved hard X-ray photoelectron spectroscopy from buried magnetic layers
这项工作报告了面内磁化掩埋薄膜的角分辨光电子能谱学中磁二向色性的测量。硬X射线光电子能谱学（HAXPES）结合圆偏振辐射的高体灵敏度使得能够研究埋层的磁性。高动能（7至8千电子伏）的光电子在约60度的范围内的角分布被记录在平行的能量分布。根据目的，在这样的实验中可以同时实现150至250 meV和0.17至2度的能量和角分辨率。实验是在氧化膜覆盖的交换偏置磁性层上进行的。更具体地说，从铁磁层Co2FeAl层上生长的MnIr交换偏置层的光电子的角分布进行了研究，其中的磁性结构是埋在MgO层下面。明显的磁二向色性被发现在钴和铁2p状态的所有角度的发射。正常发射的磁二向色性略有增加，这与理论上的考虑一致。
2012-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Atomic and Electronic Structures of Unreconstructed Polar MgO(111) Thin Film on Ag(111)
利用反射高能电子衍射（RHEED）、俄歇电子能谱（AES）、电子能量损失谱（EELS）和紫外光电子能谱（UPS）研究了MgO在Ag（111）表面形成的极性表面的原子和电子结构。通过Mg和O $_{2}$在Ag（111）上的交替吸附，可以生长出一个相当平坦的未重构的极性MgO（111）1 $\times$ 1表面.从Ag和Mg原子在界面上的相互作用以及表面原子的电荷状态讨论了MgO（111）表面的稳定性。该表面的EELS没有显示出带隙区，并且在UPS中费米能级处出现有限态密度。这些结果表明，极性MgO（111）表面不是绝缘表面，而是半导体或金属表面。
2003-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Measuring roughness of buried interfaces by sputter depth profiling
在这篇文章中，我们报告了通过原子层沉积（ALD）生长的16个交替的MgO和ZnO纳米层的堆叠的高分辨率溅射深度剖析分析的结果，每层的厚度为~5.5 nm。我们使用了一种改进的双束方法，其特征在于低能量正常入射的直流溅射离子束（第一束）。通过飞行时间二次离子质谱（TOF SIMS）测量由脉冲分析离子束（第二束）产生的24 Mg+和64 Zn+二次离子的强度作为样品深度的函数。混合粗糙度信息（MRI）模型形式主义的框架中处理的这种双光束TOF SIMS深度剖析的实验结果表明，这种方法是能够提供结构信息的层只有几个nm厚。即，确定MgO/ZnO多层结构的界面粗糙度等于1.5nm。TOF SIMS的这一发现通过镜面X射线反射率（XRR）技术的独立测量进行了交叉验证。此外，TOF SIMS-MRI分析表明，所获得的1.5 nm粗糙度应归因于界面的原生粗糙度（锯齿型），而不是ALD合成过程中界面处的相互扩散。
2012-05-17 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Electronic structure of buried LaNiO3 layers in (111)-oriented LaNiO3/LaMnO3 superlattices probed by soft x-ray ARPES
利用软X射线角分辨光电子能谱的大电子逸出深度，我们测量了（111）取向[LaNiO 3/LaMnO 3]超晶格和LaNiO 3外延薄膜的电子结构。对于薄膜，我们观察到一个三维费米面的电子口袋在布里渊区中心和空穴口袋的区域顶点。具有厚镍酸盐层的超晶格呈现类似的电子结构。然而，随着LaNiO 3的厚度减小，超晶格变得绝缘。这些异质结构没有表现出显着的动量空间中的谱重的重新分配，但表现出50毫电子伏的赝能隙。
2016-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic dichroism in angular-resolved hard X-ray photoelectron spectroscopy from buried layers
报道了面内磁化掩埋薄膜角分辨光电发射的磁二向色性测量。硬X射线光电子能谱学（HAXPES）结合圆偏振辐射的高体灵敏度使得能够研究埋层的磁性。用激发能为8 keV的HAXPES实验进行交换偏置的磁性层覆盖的薄氧化膜。两种类型的结构进行了研究与IrMn交换偏置层的铁磁层的上方或下方：一个与CoFe层的顶部和另一个与Co $_2$ FeAl层埋在IrMn层下面。一个明显的磁二向色性被发现在两种材料的Co和Fe $2p$状态。的Fe站点的磁矩的本地化调节的特殊特性的Co $_2$ FeAl Heusler化合物，预测是一个半金属铁磁体，揭示从磁性二向色性检测的Fe $2p$状态。
2011-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Digging up bulk band dispersion buried under a passivation layer
原子控制的薄膜晶体生长为旨在开发先进功能器件的纳米技术奠定了基础。在非平衡条件下的结晶允许工程化新材料，其在异质结构中具有原子级平坦的界面，表现出新颖的物理性质。从基本的观点来看，薄膜及其界面的电子结构的知识是必不可少的，以了解其功能的起源，进一步演变成现实的设备应用。传统的真空紫外角分辨光电子能谱（VUV angle-resolved photoemission spectroscopy，ARPES）具有极高的表面灵敏度，探测深度可达几埃，因此在薄膜的实验中必须使用复杂的原位样品转移系统以避免表面污染。在这封信中，我们提出了一种方法来规避这些困难，使用软X射线（SX）ARPES。在我们的样品中的GaAs：Be薄膜由厚度为$\sim 1$ nm的非晶As层保护，该非晶As层超过了光子能量为$hν$约100 eV的VUV光电发射的探测深度。随着$hν$朝向SX区域增加，探测深度的增加已经清楚地暴露了没有任何表面处理的体带色散。来自薄膜和非晶覆盖层之间的潜在界面态的任何贡献已经低于检测极限。我们的研究结果表明，SX-ARPES能够通过非晶覆盖层观察掩埋异质结构层的相干三维能带色散，突破了薄膜样品表面清洁的必要性。因此，这开辟了新的前沿诊断的真实动量分辨电子结构的保护薄膜异质结构。
2012-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Energetic, spatial and momentum character of a buried interface: the two-dimensional electron gas between two metal oxides
两个凝聚相之间的界面往往表现出涌现的物理性质，可以导致新的物理和新的设备应用，并在许多学科的深入研究的主题。在这里，我们应用新的实验和理论技术的一个这样有趣的界面系统的特性：二维电子气（2DEG）形成的多层膜组成的SrTiO $_3$（STO）和GdTiO $_3$（GTO）。该系统最近已成为多项研究的主题，并显示出非常高的载流子电荷密度和铁磁效应，以及其他有趣的特性。我们已经研究了一个2DEG形成多层的形式[6单元电池STO/3单元电池的GTO] $_{20}$使用一个独特的阵列的光电发射技术，包括软X射线和硬X射线激发，软X射线角分辨光电发射，芯能级光谱，共振激发，驻波效应，以及在几个级别的电子结构和实际的光电发射过程的理论计算。强共振以下和以上的驻波测量已被引入作为研究2DEG深度分布的强大方法。因此，我们以前所未有的细节描述了这个2DEG的空间和动量特性，通过深度分布测量确定它遍布6 u.c。层的STO，并测量其状态的动量色散。实验结果支持在几个方面的理论，导致一个更完整的图片的性质，这2DEG，并建议，氧空位是不是起源it. Similar多技术的光电子研究，这样的国家在掩埋接口，结合可比的理论，将是一个非常富有成效的未来的方法，探索和修改迷人的世界埋界面物理和化学。
2016-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Induced Work Function Changes at Mg-doped MgO/Ag(001) Interfaces: a Combined Auger Electron Diffraction and Density Functional Study
利用俄歇电子衍射、紫外光电子能谱和密度泛函理论计算研究了Mg原子在界面金属层中替代的MgO/Ag（001）外延薄膜的性质。利用MgKL_（23）L_（23）俄歇谱的逐层分辨率和多重散射计算，我们首先确定了MgO/Ag（001）系统在界面上有Mg原子和无Mg原子时的层间距和形态参数。我们发现，Mg原子的掺入驱动器的界面层的强烈变形，其对金属/氧化物的电子结构的影响是一个重要的减少的功函数（0.5 eV）相关的带偏移的变化在界面处。这些实验观察是非常好的协议与我们的DFT计算再现诱导的晶格畸变，并揭示（通过Bader分析），增加的界面Mg浓度的结果在电子转移从Mg到Ag原子的金属界面层。虽然出现的局部晶格畸变的MgO界面层的O2-离子和最近的带正（负）电荷的Mg（Ag）的金属界面层的邻居之间的吸引（排斥）库仑相互作用的结果，其对功函数降低的影响是有限的。最后，分析的诱导功函数的变化方面的电荷转移，褶皱，和静电压缩的贡献尝试和揭示的金属/氧化物的功函数的变化引起的界面Mg原子掺入基本上是由增加的静电压缩效应驱动。
2014-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Hard X-ray photoelectron spectroscopy on buried, off-stoichiometric CoxMnyGez (x : z = 2 : 0.38) Heusler thin films
完全外延磁性隧道结（MTJ）与非化学计量的Co2基Heusler合金的隧道磁阻（TMR）的Mn组合物的强烈依赖性，表现出巨大的TMR比率高达1995%，在4.2 K为1。本工作报告的电子结构的非化学计量的CoxMnyGez薄膜与固定的Co/Ge的比例为x：z = 2：0.38。通过高能硬X射线光电子能谱学结合第一性原理计算研究了电子结构。非化学计量CoxMnyGez膜的价带的高分辨率测量接近费米能表明与体Co2 MnGe相比的光谱权重的移位。这与计算所预测的态密度的变化是一致的。此外，研究表明，Co2 MnGe与额外的Mn一起共溅射是调整CoxMnyGez薄膜成分化学计量比的合适技术。计算和光电发射实验证实，所得到的价带内的电子结构的变化将允许调整CoxMnyGez基隧道结的磁阻特性。
2012-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Direct band structure measurement of a buried two-dimensional electron gas
掩埋二维电子气作为基础物理和量子计算应用的试验场，近年来引起了人们的广泛关注。这种2DEG可以通过硅的磷δ掺杂来产生，这是一种将密集且窄的掺杂剂分布埋在Si表面下方的技术。磷δ掺杂是用于制造与当前半导体技术兼容的可缩放自旋量子位架构的特别有吸引力的平台。支撑这些器件的δ层的能带结构已经用不同的理论方法进行了深入的研究，但迄今为止还不可能将这些预测与实验数据直接进行比较。本文报道了用角分辨光电子能谱（ARPES）首次测量Si（001）表面下δ掺杂层的电子能带结构。我们的测量证实该层是金属的，并直接进入费米能级的位置。令人惊讶的是，尽管这些状态被埋在表面之下，但直接观察它们是可能的。使用这种实验方法，在广泛的其他材料系统，包括金属氧化物界面，可以成为直接光谱研究的掩埋态。
2012-10-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ultrafast transport and energy relaxation of hot electrons in Au/Fe/MgO(001) heterostructures analyzed by linear time-resolved photoelectron spectroscopy
在凝聚态物质中，散射过程决定了载流子的输运。在异质结构的情况下，界面决定了许多动态特性，如电荷转移和传输以及自旋电流动力学。在这里，我们讨论光激发电子动力学和它们的传播通过晶格匹配，金属-金属界面的单晶质量。利用飞秒时间分辨线性光电子能谱学对异质结构的不同组分进行光泵浦，我们建立了一种同时探测电子传输及其能量弛豫的技术。在我们的方法中，近红外泵浦脉冲直接激发电子在外延Au/Fe/MgO（001）异质结的Au层或Fe层，而瞬态光电子能谱是由Au表面上的紫外探测脉冲测量。飞秒激光激发后，我们分析的相对变化的电子分布接近费米能量和分配的时间依赖性的电子分布的特性功能的热和非热化的电子从Fe层到Au表面的运输，反之亦然。从所测得的瞬态电子分布，我们确定的过剩能量，我们比较基于两个温度模型的计算，并考虑到扩散电子输运。在此基础上，我们确定了从超扩散到扩散输运机制的转变发生的Au层厚度为20-30纳米。
2022-09-02 cond-mat.mtrl-sci
k-Resolved electronic structure of buried heterostructure and impurity systems by soft-X-ray ARPES
角分辨光电子能谱学（ARPES）是研究固体电子结构的主要实验工具。软X射线ARPES（SX-ARPES），在光子能量范围约1 keV，受益于增强探测深度相比，传统的VUV范围的ARPES，和元素/化学状态的特异性实现与共振光电发射。这些优点使得SX-ARPES非常适合于掩埋异质结构和杂质系统，这是当前和未来电子学的核心。这些应用程序在这里说明了一些开创性的结果，包括埋量子阱状态在半导体和氧化物异质结构，玻色子耦合严重影响电子输运，磁性杂质在稀磁半导体和拓扑材料等高光子通量和检测效率是至关重要的推动SX-ARPES实验，这些最光子饥饿的情况下。
2019-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Probing single unit-cell resolved electronic structure modulations in oxide superlattices with standing-wave photoemission
控制复合氧化物界面的结构耦合是一个强大的平台，用于创建具有大量无法获得的电子和磁性的新的多层膜。然而，随着设计和控制这种埋层和界面的电子结构的能力，在单位单元水平上，一个新的挑战出现，能够探测这些工程涌现的现象与深度相关的原子分辨率以及元素和轨道选择性。在这里，我们利用核心水平和价带软x射线驻波光电发射光谱的组合，结合扫描透射电子显微镜，以探测等价锰氧化物超晶格[Eu 0.7Sr 0.3MnO 3/La 0.7Sr 0.3MnO 3] x 15的深度依赖性和单晶胞分辨电子结构，其中电子-通过设计的氧八面体旋转/倾斜和A位位移，结构性质被有意地随深度调节。我们的晶胞分辨测量揭示了局部化学和电子价带态的显着转变，这与层分辨第一性原理理论计算一致，从而为未来各种异质工程材料系统的深度分辨研究打开了大门。
2019-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Heusler Superlattice Co2MnAl/Fe2MnAl with Perpendicular Magnetic Anisotropy and Termination-Dependent Half-Metallicity
单晶Heusler原子尺度的超晶格，已被预测表现出垂直磁各向异性和半金属已成功地通过分子束外延生长。在GaAs（001）、MgO（001）和Cr（001）/MgO（001）衬底上生长了由全Heusler Co $_2$ MnAl和Fe $_2$ MnAl组成的具有一到三个晶胞周期的超晶格。电子能量损失谱图证实了明显的隔离外延Heusler层与高钴或高铁浓度的样品生长在室温附近的GaAs（001）。用过量的铝生长的超晶格结构具有显著较低的薄膜形状各向异性，并导致在GaAs（001）上生长的样品在低于200 K的温度下的面外自旋重取向转变。基于同步辐射的自旋分辨光电子能谱发现，超晶格结构改善了体布里渊区中X点附近的费米能级自旋极化。在MgO（001）上生长的化学计量的Co $_2$ MnAl终止的超晶格具有95%的自旋极化，而纯Co $_2$ MnAl膜具有仅65%的自旋极化。
2018-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Accessing the spin structure of buried electronic states
在自旋和角度分辨光电子能谱（SARPES）中，晶体固体中电子态的能量-动量色散与光电子的自旋方向一起测量。因此，该技术允许以自旋分辨的方式绘制出材料的能带结构。通过使用低能光子进行SARPES测量，该技术的自旋灵敏度可以与增加的体探测深度相结合，该体探测深度由在这些动能下的大电子非弹性平均自由程提供，以直接访问掩埋界面处的电子态的自旋结构。在这里，我们证明了这种能力，通过使用SARPES来确定从6 nm厚的拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$膜发射的光电子的自旋极化，使用光子的能量为8.5 eV。通过对膜中预期的自旋结构进行建模，我们发现观察到的复杂自旋极化是来自拓扑绝缘体膜的表面、体和掩埋界面（底表面）处的自旋极化状态的集成自旋信号。因此，我们的结果使我们能够直接确定的自旋纹理的埋狄拉克界面状态。这种能力对于在基于量子材料的器件或自旋电子器件中起作用的自旋物理学的现有技术光谱测量是非常有吸引力的，其中自旋极化界面态定义了器件的操作原理。
2022-05-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Structural and magnetic properties of CoPt mixed clusters
在本工作中，我们报告的混合Co 58 Pt 42团簇的结构和磁性的研究。MgO、Nb和Si基质可用于嵌入团簇，避免颗粒之间的任何磁相互作用。透射电子显微镜（TEM）观察表明，Co_（58）Pt_（42）担载的孤立团簇直径约为2nm，呈A1面心立方化学无序相。掠入射小角X射线散射（GISAXS）和掠入射广角X射线散射（GIWAXS）表明，掩埋团簇保存这些属性，与基质原子的相互作用仅限于其第一原子层。考虑到60%的粒子原子位于表面，这种相互作用导致磁特性的急剧变化，这是用传统的磁力计和X射线磁性圆二色性（XMCD）研究。镶嵌在Nb中的团簇的磁化强度和阻断温度比MgO中的弱，而在硅中形成硅化物时完全消失。MgO中团簇的磁性体积与GIWAXS实验测定的结晶体积接近。团簇可以看作是由团簇-基质混合壳包围的纯铁磁CoPt结晶核。外壳在磁性能中起着主导作用，特别是对于嵌入在铌中的簇，其具有比嵌入在MgO中的簇小3倍的阻断温度。
2006-05-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Photoemission response of 2D states
基于清晰的傅立叶分析描述的光电子发射过程，直接涉及光子能量（HV）依赖的二维（2D）电子态的ARPES响应到它们的波函数。体布洛赫波的量子限制所形成的状态（包括Shockley-Tamm型表面和界面态，以及量子阱态）显示ARPES强度作为hv的函数的周期性峰值。这些峰的振幅反映了波函数的振荡布洛赫波分量的傅里叶级数，以及它们的包络函数的空间限制的加宽。相比之下，由局部轨道（悬挂键和表面或界面处的缺陷）形成的2D显示非周期性的HV依赖性，其中衰减速率反映了这些状态在面外方向上的局部化。这种形式主义建立了一个简单的方法来访问不同的2D状态的基本属性，如通过分析以前的光电发射实验数据，包括范例Al（100）表面状态，量子阱状态在多层石墨烯和掩埋的GaAlN/GAN界面，和分子轨道所示。
2018-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hard x-ray standing-wave photoemission study of the interfaces in a BiFeO$_3$/La$_{0.7}$Sr$_{0.3}$MnO$_3$ superlattice
混合多铁性材料如BiFeO $_3$（BFO）和La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$（LSMO）异质结构由于其复杂的电子和磁性而成为非常有趣的功能系统。影响涌现特性的关键参数之一是界面的质量，其中不同的相互扩散长度可以产生不同的化学和独特的电子状态。本文报道了利用驻波硬X射线光电子能谱在一阶布拉格和近全反射几何条件下对BFO/LSMO超晶格进行的高分辨率深度分辨化学和电子研究。我们的研究结果表明，BFO上的LSMO顶部的界面是原子突变，而BFO界面上的LSMO显示出约1.2个晶胞的互扩散长度。这两个接口也表现出不同的化学梯度，与BFO/LSMO接口被Sr终止的光谱上独特的高结合能组件在Sr 2 p核心水平的光谱，这是空间上包含在1个单元格从接口。从电子学的角度，观察到独特的价带功能体BFO，体LSMO和他们的界面。我们的X射线光学分析揭示了在BFO/LSMO界面处的独特电子签名，我们将其归因于这些相应层之间的耦合。基于布拉格反射驻波测量的价带分解也揭示了BFO和LSMO层之间的能带对准。我们的工作表明，驻波硬X射线光电子能谱是一种可靠的非破坏性技术，探测深度分辨的电子结构的埋层和界面的亚单位细胞的分辨率。等效的调查可以成功地应用于广泛的一类材料，如钙钛矿复合氧化物与新兴的界面现象。
2020-12-14 cond-mat.mtrl-sci
Probing the polar-nonpolar oxide interfaces using resonant x-ray standing wave techniques
本综述介绍了驻波光电子能谱与共振非弹性X射线散射技术在极性-非极性氧化物界面电子结构深度分布研究中的应用，表明二者结合可实现埃级精度的掩埋界面电子态探测。
2021-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Interface chemical and electronic properties of LaAlO3/SrVO3 heterostructures
本文采用硬X射线光电子能谱和输运测量相结合的方法研究了LaAlO_3/SrVO_3复合薄膜的化学和电子性质。我们比较单一的SrVO 3（SVO）SrTiO 3薄膜和SrVO 3埋在下面的极性LaAlO 3（LAO）薄层，都外延生长在SrTiO 3。虽然SVO的SiO2膜（4个晶胞）在整个温度范围内确实显示出绝缘行为，但LAO/SVO界面在250 K处具有最小电阻率。当增加SVO层厚度时，观察到最小值向更高温度偏移，但电阻率始终保持小于可比SVO单层膜的电阻率。硬X射线光电子能谱揭示了表面或界面相关的V5+组件中的V 2 p光谱SVO膜和LAO/SVO异质结构，分别归因于一个强烈的氧化成分。这种化学重建是较弱的LAO/SVO异质结构相比，单SVO膜。我们发现，这种死层在SVO薄膜的薄膜厚度达到几个单元电池的限制时，必须考虑，并提出解决方案，如何防止这种不利的影响。
2018-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Layer-by-layer disentanglement of Bloch states via frequency-domain photoemission
研究提出层编码频域 ARPES 方法，通过红外激光激发相干晶格振动并追踪光电子动力学，揭示了 (MnBi2Te4)(Bi2Te3) 中拓扑表面态波函数的层间重定位，为逐层解缠范德华超晶格电子态提供了新途径。
2023-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct evidence for minority spin gap in the Co2MnSi Heusler alloy
半金属磁体由于其在费米能级上的全自旋极化和低的磁化阻尼而在自旋电子学领域引起了极大的兴趣。Heusler合金Co_2MnSi具有很高的居里温度和约0.7eV的少数自旋能隙，因此具有很好的应用前景。在Co2 MnSi的表面处，观察到少数自旋通道中的间隙，导致100%的自旋极化。然而，这个差距是0.3 eV以下的费米能级和少数自旋状态观察到费米能级。我们表明，少数自旋间隙的费米能量，但可以恢复无论是通过改变合金的化学计量比，或通过覆盖表面的Mn，MnSi或MgO。这导致极小的阻尼系数，其值低至7 x 10-4。
2015-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Effect of the growth orientation on the physical properties of Sr$_2$CoNbO$_6$ thin films
本研究探究生长取向对Sr$_2$CoNbO$_6$薄膜结构、电子及输运性质的影响，通过多种表征发现不同衬底上薄膜生长方向、应变类型、价态占比及弛豫机制存在差异，揭示了氧空位与Co价态对电导率的作用。
2023-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dimensionality-tuned electronic structure of nickelate superlattices explored by soft-x-ray angle resolved photoelectron spectroscopy
外延LaNiO 3/LaAlO 3超晶格的电子和磁性可以通过层厚度和衬底诱导应变来调节。在这里，我们报告的直接测量的k-空间分辨的电子结构的埋在超晶格的镍酸盐层的压缩应变下的软X射线光电发射。在解开了光电子衍射引起的角度依赖信号的强非本征贡献之后，我们能够从我们的数据中提取费米表面信息。我们发现，随着降低LaNiO 3的厚度下降到两个单位电池（2 μ C）准粒子的相干性变得强烈减少，符合在运输测量中看到的尺寸诱导的金属到绝缘体的转变。尽管如此，一个强烈的非相干背景上的残留费米表面可以确定在2 μ c超晶格的嵌套属性是一致的自旋密度波（SDW）的不稳定性最近报道。Ni 3d光谱的整体行为和不存在完全的能隙开放表明SDW相由强序参量波动主导。
2014-11-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Band bending profile and band offset extraction at semiconductor-metal interfaces
半导体-金属界面的能带排列在现代电子学中起着至关重要的作用，但仍然难以理论预测和实验测量。对于具有强能带弯曲的界面，一个主要的困难来自于内建势，它导致光谱测量中的带谱展宽和移动。在这项工作中，我们提出了一种方法来解决的带对齐的掩埋半导体金属接口使用芯级光电子能谱和自洽电子结构模拟。作为一个证明的原则，我们应用该方法的清洁原位生长的InAs（100）/Al界面，一个系统具有强大的内置带弯曲。由于高信噪比的核心水平的光谱所提出的方法可以使用在以前无法访问的超导体-金属界面，并支持有针对性的设计的新型混合设备，并形成一个接口参数数据库的基础，指定的超导体-金属系统的合成过程。
2019-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
A Laser-ARPES View of the 2D Electron Systems at LaAlO3/SrTiO3 and Al/SrTiO3 Interfaces
利用激光角分辨光电子能谱（LAO/STO）测量了Al/SrTiO_3（Al/STO）和LaAlO_3/SrTiO_3（LAO/STO）界面处二维电子系统（2DES）的电子结构，利用低光子能量下大的光电子逃逸深度探测这些掩埋界面。我们证明了通过改变Al层厚度来调节Al/STO中的电子密度的可能性，并表明电子结构的演化可以通过自洽的紧束缚超原胞计算来描述，但与刚性带移模型有质的不同。我们发现，这两个2DES强烈耦合到纵向光学声子，在类似的STO基于2DES的极化基态与以前的报告。调整Al/STO中的电子密度以匹配LAO/STO，并比较两种系统，我们估计本征LAO/STO 2DES具有约60 meV的裸带宽和约6 10^13 cm-2的载流子密度。
2022-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Do topology and ferromagnetism cooperate at the EuS/Bi$_2$Se$_3$ interface?
利用低能μ子自旋旋转（LE- $μ$ SR）方法研究了绝缘铁磁体EuS和拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$之间界面的局域磁性.我们比较这些EuS和拓扑平凡的金属，钛之间的接口。下面的EuS的磁过渡，我们检测到强的本地磁场延伸到相邻的层，并导致一个完整的去极化的μ子。然而，在这两个Bi $_2$硒$_3$和钛，我们测量到类似的本地磁场，这意味着它们的起源主要是独立的界面电子状态的拓扑性质。此外，我们还利用共振软X射线角分辨光电子能谱（SX-ARPES）研究了EuS和Bi $_2$ Se $_3$界面的电子能带结构。通过将光子能量调谐到Eu $M_5$前边缘处的Eu反共振，我们能够通过保护性Al $_2$ O $_3$覆盖层和EuS层检测Bi $_2$ Se $_3$导带。此外，我们观察到一个签名的界面诱导的修改的掩埋Bi $_2$ Se $_3$波函数和/或界面状态的存在。
2019-01-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic Structure of the Dark Surface of the Weak Topological Insulator Bi14Rh3I9
化合物Bi 14 Rh 3 I 9由金属间化合物[（Bi 4 Rh）3 I]2+和绝缘层[Bi 2 I 8]2-的离子堆叠组成，并且已被鉴定为弱拓扑绝缘体。扫描隧道显微镜揭示了强大的边缘状态在所有步骤的阳离子层的边缘作为拓扑指纹。然而，发现这些边缘状态低于费米能级0.25 eV，这是传输实验的障碍。在这里，我们解决这个障碍，通过比较扫描隧道光谱和角度分辨光电子能谱的密度泛函板计算的结果。我们表明，n型掺杂的金属间化合物层本质上是由极性表面，以及筛选对散装。相比之下，阴离子“间隔物”层在费米能级处显示出间隙，在表面上和在本体中，即，由于碘解吸，它不是表面掺杂的。屏蔽良好的表面偶极子意味着，一个掩埋的边缘状态，可能已经低于一个单一的间隔层，位于费米能级。因此，由间隔层覆盖的多层台阶可以提供对拓扑边缘状态的输运性质的访问。此外，我们发现一个横向电子调制的拓扑非平凡的表面层，这是追溯到与底层的锯齿形链结构的间隔层的耦合。
2016-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
k-Space imaging of anisotropic 2D electron gas in GaN/GaAlN high-electron-mobility transistor heterostructures
基于掩埋界面和异质结构的纳米结构是现代半导体电子学以及利用自旋电子学、多铁性、拓扑效应和其他新颖操作原理的未来器件的核心。这些系统的电子结构的知识解决了电子动量k提供了前所未有的洞察他们的物理。在这里，我们探讨了在GAN/AlGaN高电子迁移率晶体管（HEMT）异质结中形成的2D电子气，GaN/AlGaN高电子迁移率晶体管（HEMT）异质结具有阻挡层，这是当前高频和大功率电子器件中的关键元件。它的电子结构与角度分辨光电子能谱学，其探测深度被推到几个纳米，使用软X射线同步辐射访问。该实验产生直接的k空间图像的电子结构的基本原理，这个系统：费米面，频带色散和占用，以及傅立叶组成的波函数编码的k依赖的光电发射强度。我们发现显着的平面各向异性的电子费米面和有效质量连接与松弛的界面原子的位置，这转化为非线性（高场）的GAN/AlGaN异质结构的输运特性的饱和漂移速度的二维电子的各向异性。
2018-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrons and polarons at oxide interfaces explored by soft-X-ray ARPES
软X射线ARPES（SX-ARPES）以其增强的探测深度和化学特异性，可以获得常规ARPES难以甚至不可能获得的基本电子结构特征--动量分辨谱函数、能带结构、费米面，如三维材料、掩埋界面和杂质。在回顾了SX-ARPES的光谱能力之后，我们回顾了其在氧化物界面中的应用，重点关注LaAlO 3-SrTiO 3界面。共振SX-ARPES在Ti L-边缘加重光电子发射响应的移动界面电子，并暴露其dxy-，dyz-和dxz-衍生的子带形成的费米面在界面量子阱。在回顾了电子-声子相互作用物理之后，我们证明了实验光谱函数的峰-谷-峰结构体现了界面载流子的Holstein型大极化子性质，从根本上解释了它们的迁移率降低。载流子与极性软声子模的耦合定义了迁移率随温度的急剧下降。氧的缺乏增加了另一个维度的LaAlO 3-SrTiO 3的丰富的物理导致的移动和本地化的氧空位引入的电子共存。氧缺乏允许调整极化子耦合，从而调整载流子的迁移率，以及调整与空位的各种原子构型相关的界面铁磁性。最后，我们讨论了在LaAlO 3-SrTiO 3界面相分离的光谱证据。最后，我们把复杂的异质结构，自旋分辨实验打开完全未开发的领域的界面自旋结构的SX-ARPES的前景，并在operando场效应实验铺平了道路，对设备应用的达到物理氧化物界面。
2018-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
