Measuring Fermi velocities with ARPES in narrow band systems. The case of layered cobaltates
ARPES是测量金属中费米速度vF的先验选择技术。在关联系统中,将该实验值与能带结构计算中获得的值进行比较是有趣的,因为偏差通常被认为是强电子关联存在的良好指标。然而,从ARPES光谱中提取vF并不总是简单的。我们在这里研究层状钴酸盐的情况下,一个有趣的家庭相关的金属。我们比较了通过标准方法获得的结果,即在恒定动量k(能量分布曲线,EDC)或恒定结合能ω(动量分布曲线,MDC)下的光谱拟合。我们发现,这两种方法之间的差异vF可以大到2倍。这两种方法的可靠性与电子自能的k和ω依赖程度密切相关。由于相关系统的k依赖性通常比ω依赖性小得多,因此通常期望MDC分析给出更可靠的结果。然而,我们在这里回顾几个例子内钴,其中MDC分析显然会导致非物理的结果,而EDC分析似乎连贯。我们将EDC和MDC分析之间的差异归因于光电发射强度随动量k的强烈变化。这会扭曲MDC的线形,但不会影响EDC的线形。包括强度的k依赖性的模拟允许非常好地再现MDC和EDC分析之间的差异。这种动量依赖性可以是外在的或内在的。我们认为,后者是最有可能的,实际上包含有价值的信息的性质的相关性,这将是有趣的进一步提取。
2012-11-19 cond-mat.str-el
Hubbard band or oxygen vacancy states in the correlated electron metal SrVO$_3$?
研究了氧空位对模型强关联金属SrVO $_3$电子结构的影响。利用角分辨光电子能谱(ARPES)同步辐射实验,研究了紫外辐射剂量对测量光谱的系统效应。我们观察到一个假的剂量依赖性的突出的峰值在能量范围较低的哈伯德带的发病已在此化合物中,提出了问题,其先前的解释。通过对剂量依赖效应的仔细分析,我们成功地解开了来自氧空位态和较低的Hubbard带的贡献。我们得到的内在ARPES谱的零空位的限制,一个较低的哈伯德带的清晰信号仍然存在。我们支持我们的研究通过国家的最先进的从头计算,包括相关效应和氧空位的存在。我们的研究结果强调了潜在的虚假状态的相关性,影响相关金属中的ARPES实验,这与无处不在的氧空位广泛报道的背景下,在绝缘$d^0$过渡金属氧化物的表面的二维电子气(2DEG)。
2016-02-22 cond-mat.str-el
Phenomenological model for the normal state ARPES line shapes of high temperature superconductors
充分描述正常状态下高温超导体的单粒子谱函数是一个重要的目标,但尚未实现。在这里,我们提出了一个现象学模型,证明了满足这样一个目标的能力。该模型的结果,从采用关键的现象学改进的所谓的极端相关费米液体(ECFL)模型,并成功地描述了数据作为动量和能量的函数,对于不同的材料(Bi 2212和LSCO),具有相同的一组内禀参数。这项工作远远超出了流行的分析动量依赖曲线。
2013-10-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
One-step approach to ARPES from strongly correlated solids: a Mott-Hubbard system
推导了半无限关联系统角分辨光电流的表达式。在突然近似下,光电流正比于一个操作者的单粒子二次延迟格林函数$\mathcal{G}$的光谱函数,该操作者在特定的量子态$χ$中产生位于表面的电子。对于多体单带模型描述的系统,我们给出了格林函数$\mathcal{G}$与无限晶体$G_{b,\mathbf{k}}(ω)$的格林函数在Wannier表象中的关系式.最终状态和晶体表面的作用进行了分析的模型格林函数的无限晶体与典型的莫特-哈伯德金属的三峰光谱函数。非相干带的准粒子极位置和谱权的动量依赖性都表现在光电流能量分布曲线的形状上。
2016-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Energy dissipation in the time domain governed by bosons in a correlated material
在复杂材料中,各种相互作用在决定材料性质方面起着重要作用。角分辨光电子能谱学(ARPES)已被用来研究这些过程,解决复杂的单粒子自能$Σ(E)$和量化量子相互作用如何修改裸电子状态。然而,自我能量实部测量的模糊性和内在的无法解开自我能量虚部的各种贡献,往往使这种测量的含义公开辩论。在这里,我们采用飞秒时间分辨ARPES(tr-ARPES)的理论和实验相结合的治疗,并显示如何测量人口动态使用tr-ARPES可以用来分离电子-玻色子相互作用的电子-电子相互作用。我们证明了一个定义良好的电子玻色子相互作用的分析,在未占用的光谱的铜酸盐铋$_{2}$锶$_{2}$钙铜$_{2}$ O $_{8+x}$其特征在于由一个激发的人口衰减时间常数$τ_{QP}$,直接映射到一个离散的组成部分的平衡自能量不容易孤立的静态ARPES实验。
2016-03-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
ARPES Line Shapes in FL and non-FL Quasi-Low-Dimensional Inorganic Metals
准低维(准低维)无机材料不仅非常适合角分辨光电子能谱(ARPES),而且它们为研究新兴的非费米液体(non-FL)物理学范式的关键概念提供了丰富的基础。在这篇文章中,我们讨论了ARPES技术应用于三个准低D无机金属:一个典型的费米液体(FL)材料TiTe $_{2}$,一个著名的准一维电荷密度波(CDW)材料K $_{0.3}$ MoO $_{3}$和一个准一维非CDW材料Li $_{0.9}$ Mo $_{6}$ O $_{17}$。与TiTe $_2$,我们建立了多体理论解释的ARPES线的形状是可能的。我们还解决了如何从ARPES准确地确定{\bf k} $_F$值的基本问题。K $_{0.3}$ MoO $_{3}$和Li $_{0.9}$ Mo $_{6}$ O $_{17}$均表现出非FL线型的准一维电子结构。对于K $_{0.3}$ MoO $_{3}$观察到CDW能隙开口,而对于Li $_{0.9}$ Mo $_{6}$ O $_{17}$没有观察到能隙。然而,我们发现,标准的CDW理论,即使有很强的波动,是不足以描述的非FL线形状的K $_{0.3}$钼$_{3}$。我们认为,一个Luttinger液体(LL)模型是相关的青铜器,但也指出遇到的困难,在比较数据与理论。我们解释这种情况意味着一个更完整和现实的理论是必要的,以了解这些数据。
2001-03-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic anisotropies revealed by detwinned ARPES measurements of FeSe
我们报告高分辨率ARPES测量退孪晶FeSe单晶。机械应变的应用被用来促进样品中的正交晶域之一的体积分数,我们估计为80 $\%$去孪晶。当温度高于90 K时,在四元相中可以观察到由两个交叉椭圆组成的电子袋的完整结构,但我们发现,在低温下,只有一个花生形的电子袋沿长$a$轴取向,而预期的沿$b$轴取向的电子袋没有被观察到.因此,低温费米面的FeSe作为实验确定的ARPES由一个椭圆形的空穴袋和一个正交取向的花生形的电子袋。我们的测量澄清了长期存在的争议的解释ARPES测量FeSe。
2017-10-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Luttinger liquid ARPES spectra from samples of Li$_{0.9}$Mo$_6$O$_{17}$ grown by the temperature gradient flux technique
角分辨光电子能谱线形测量准一维Li $_{0.9}$ Mo $_6$ O $_{17}$样品生长的温度梯度通量技术被发现显示Luttinger液体行为,与所有以前的数据由我们和其他工人从电解质还原技术生长的样品中获得的一致。该结果排除了样品生长方法作为在Li $_{0.9}$ Mo $_6$ O $_{17}$的先前研究中报道的光电发射数据中的相当大的差异的可能来源。
2004-08-22 cond-mat.str-el
Direct comparison of ARPES, STM, and quantum oscillation data for band structure determination in Sr$_2$RhO$_4$
从角分辨光电子能谱、扫描隧道谱和量子振荡数据中提取的低能准粒子色散的不一致性是常见的,并且长期困扰着量子物质物理领域。在这里,我们通过比较相关金属Sr $_2$ RhO $_4$的数据直接测试这三种技术的结果的一致性。使用已建立的计划的实验数据的解释,我们发现很好的协议费米表面形貌和载流子的有效质量。因此,在其他量子材料(包括铜氧化物)中明显缺乏这种一致性,表明这些材料中的电子态具有不同的非费米液体性质。最后,我们讨论了从光电发射和准粒子干涉数据中提取载流子寿命的潜力和挑战。
2020-12-09 cond-mat.str-el
Fermi Surface Reconstruction in CeTe2 Induced by Charge Density Wave: ARPES Study
用角分辨光电子能谱(ARPES)研究了电荷密度波CDW体系CeTe_2-xSb_x(x=0,0.05)的电子结构.对于无畸变的CeTe_2,费米面(FS)的计算值与实测值在形状和尺寸上都符合得很好。在ARPES中观察到了穿过费米能级(E_F)的金属态。E_F附近的载流子主要具有Te(1)5 p特征,Ce 4f态对CDW形成的贡献很小。超原胞(阴影)带和相应的非常弱的FS的被发现产生的能带折叠由于与Ce-Te(2)层的相互作用。研究结果表明,CeTe_2中CDW的形成来源于FS嵌套,CDW调制矢量沿γ X方向(Q_CDW ~ X)
2011-09-02 cond-mat.str-el
Origin of the anomalous mass renormalization in metallic quantum well states of correlated oxide SrVO$_3$
本文通过原位ARPES研究SrVO₃超薄膜量子阱态,发现子带质量增强异常源于轨道选择性量子化导致的V 3d态准一维特性。
2015-05-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Direct evidence for flat bands in twisted bilayer graphene from nano-ARPES
在扭曲的双层石墨烯中的传输实验揭示了多个超导圆顶被相关的绝缘态分开。这些性质通常与强关联态在一个平坦的迷你带的六角莫尔超晶格,因为它是由能带结构计算预测。这种平带的证据来自于局域隧道光谱和电子压缩性测量,报告了两个或更多个尖锐的峰,这些峰可能与紧密间隔的范霍夫奇点有关。然而,直接的动量分辨测量被证明很困难。在这里,我们结合了不同的成像技术和角度分辨光电发射与同时实和动量空间分辨率(纳米ARPES)直接映射带分散在扭曲的双层石墨烯设备附近的电荷中性。我们的实验揭示了大面积均匀的扭曲角,支持一个平坦的带谱权重是高度本地化的动量空间。平带与色散狄拉克带分离,色散狄拉克带显示多个莫尔杂交间隙。这些数据确立了扭曲双层石墨烯能带结构的显著特征。
2020-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic structure of Pr_{2-x}Ce_xCuO_4 studied via ARPES and LDA+DMFT+Σ_k
采用角分辨光电子能谱(ARPES)和广义动力学平均场论(DMFT)方法,研究了电子掺杂Pr(2-x)Ce(x)CuO(4)(PCCO)化合物在赝能区(x~0.15)的自能(LDA+DMFT+ dk_k).采用局域密度近似(LDA)和数值重整化群方法(NRG)作为DMFT计算中的“杂质求解器”,计算了有效单带哈伯德模型的模型参数(跳跃积分值和局域库仑相互作用强度).用一个依赖于k的“外部”自能来描述关联导电电子与短程反铁磁赝能隙涨落的相互作用。实验和理论的光谱函数和费米面(FS),并进行了比较,表现出良好的半定量协议。对于实验和理论正常态光谱的近最佳掺杂PCCO显示出明确的证据,赝能隙状态与AFM的性质。也就是说,准粒子带的折叠以及“热点”和“费米弧”的存在被观察到。
2009-10-28 cond-mat.str-el
Orbitally resolved lifetimes in Ba(Fe0.92Co0.08)2As2 measured by ARPES
尽管许多ARPES调查的铁pnictides,电子口袋的结构仍然知之甚少。通过结合ARPES测量在不同的实验配置,我们清楚地解决他们的椭圆形状。通过与能带计算的比较,确定了dxy轨道的深电子带和dxz/dyz轨道的沿垂直椭圆轴的浅电子带。我们发现,电子和空穴带,与dxy的寿命比dxz/dyz。这表明这两种轨道在电子性质中起着不同的作用,它们的相对权重是决定基态的关键参数。
2012-05-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Consistency of Photoemission and Quantum Oscillations for Surface States of SmB6
混合价化合物SmB6是当前高度关注的拓扑保护的表面状态在一个强相关的绝缘体的第一个候选人的例子,也作为一个可能的主机为一个外来的散装多体状态,将表现出绝缘体和金属的属性。两个不同的de Haas van Alphen(dHvA)实验都支持其中一种可能性,而(001)表面的角分辨光电子能谱(ARPES)支持第一种可能性,但与dHvA结果没有定量一致性。我们提出了新的ARPES数据的(110)表面和所有已发表的dHvA数据的新的分析,从而使ARPES和dHvA的基本叙事的二维表面状态的基本一致性。
2016-01-27 cond-mat.str-el
Orbital selective Fermi surface shifts and mechanism of high T$_c$ superconductivity in correlated AFeAs (A=Li,Na)
基于动态平均场论(DMFT)和角分辨光电子能谱(ARPES),我们研究了化学计量比LiFeAs中高$T_c$超导电性的机制。计算的光谱与观测的ARPES测量结果非常一致。由于DMFT方法中的轨道相关效应,传统的密度泛函理论方法预测的费米面嵌套现象得到了抑制。我们已经表明,这种边缘崩溃的FS嵌套是一个必要的条件,自旋涨落介导的超导性,而良好的FS嵌套在NaFeAs诱导自旋密度波基态。我们的研究结果表明,在描述FS嵌套驱动的不稳定性中,关联效应的完全电荷自洽描述是至关重要的。
2012-05-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hole Doping Evolution of the Quasiparticle Band in Models of Strongly Correlated Electrons for the High-T_c Cuprates
采用量子蒙特卡罗(QMC)和最大熵(ME)方法研究了强耦合下单带Hubbard模型的谱函数$A({\bf p},ω)$,其中次近邻电子跃迁的幅度为$t'/t= -0.35$ .这些参数值的选择,以改善比较哈伯德模型与角度分辨光电发射(ARPES)数据$Sr_2 Cu O_2 Cl_2$。窄准粒子(q. p.)在模拟$T=t/3$温度下的QMC分析中,在半填充时和远离半填充时均观察到条带。这样的窄带在价带顶部的态密度中产生大量的重量累积。随着电子密度$< n >$在远离半填充的地方进一步降低,化学势穿过这个具有大量状态的能量窗口,并且通过$< n > \sim 0.70$它已经完全穿过它。在光谱函数中靠近动量$(0,π)$和$(π,0)$的区域比沿着从$(0,0)$到$(π,π)$的对角线的动量对掺杂更敏感。准粒子色散随空穴密度的演化包含了在欠掺杂区最近的ARPES数据中观察到的一些特征。对于足够大的空穴密度,在$(π,0)$的"平“带穿过费米能,这一预测可以用应用于过掺杂铜酸盐的ARPES技术来检验。的q. p.带的人口引入了{ \it隐藏}密度的系统中产生有趣的后果时,准粒子被假定为通过反铁磁波动相互作用,并与BCS间隙方程形式主义研究。特别是,扩展的s-波的区域被发现与d-波在过掺杂的制度,即当化学势几乎完全越过q. p。
1997-02-24 cond-mat.str-el
Insights on the cuprate high energy anomaly observed in ARPES
最近,角分辨光电子能谱已被用来突出在高结合能的铜氧化物超导体的一个令人不安的大带重整化:高能量“瀑布”或高能量异常(HEA)。异常是目前的空穴和电子掺杂的铜氧化物,以及半填充的母绝缘体与不同的能量尺度上产生的相图的两侧。虽然光电发射矩阵元素在改变能带色散的美学外观(即创建“瀑布”状外观)方面显然起作用,但它们对导致HEA的强能带重整化的物理基础提供了不充分的描述。模型计算的单带哈伯德哈密顿展示了相关性在HEA的形成中所发挥的作用,并揭示了空穴和电子掺杂的铜酸盐的HEA能量尺度的显着差异。此外,这种方法适当地捕获光谱权重的转移伴随着掺杂在相关的材料,并提供了一个统一的描述的HEA跨越两侧的铜酸盐相图。我们发现,异常划分的过渡,或交叉,从准粒子带在低结合能附近的费米能级到价带在较高的结合能,假设是强氧字符。
2010-04-27 cond-mat.str-el
Electronic interactions in strongly correlated systems: what is the "glue" for high temperature superconductivity?
最近在铜氧化物超导体的光电子发射实验中观察到的单粒子色散中的“扭结”引起了关于玻色子介导铜氧化物中配对的激烈争论。如果“扭结”确实是由与玻色子激发的相互作用引起的,那么有两个可能的候选者:声子和自旋涨落。在这里,反铁磁自旋涨落在形成铜氧化物超导体的相图中的作用将被讨论。通过使用本地(动量积分)的动态自旋磁化率,最近在中子散射实验中测得的高能量,电子自能计算同意在许多方面与角分辨光电子能谱(ARPES)和光谱直接测量。因此,自旋涨落似乎在重整化单粒子时扮演了典型的声子角色。从这幅图中出现的关键问题是,ARPES中检测到的耦合是否反映了中介玻色子,即自旋涨落是否可能是超导配对的原因。
2005-07-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Trion liquid and its photoemission signatures
Technion(以色列理工学院);The Helen Diller Quantum Center, Technion(海伦·迪勒量子中心,以色列理工学院)
研究揭示了在强电子-空穴相互作用的低维半导体中,三重态液体在掺杂条件下自然形成,并通过ARPES谱揭示其能隙内特征及费米能处谱权重消失的现象。
2026-09-22 cond-mat.str-el
Hidden one-dimensional electronic structure and non-Fermi liquid angle resolved photoemission line shapes of $η$-Mo$_4$O$_{11}$
本文报道了$η$ -Mo $_4$ O $_{11}$的角分辨光电子能谱(ARPES),$η$-Mo是一种层状金属,在109 K和30 K下经历两个电荷密度波(CDW)跃迁.我们已经直接观察到了与109 K跃迁相关的“隐藏的一维(隐藏的-1d”)费米面和各向异性能隙开口,与CDW跃迁的能带理论描述一致。此外,在其他隐藏的一维材料,如NaMo $_6$ O $_{17}$,ARPES线的形状显示出一定的异常,我们讨论的非费米液体物理和可能的角色的障碍。
2005-07-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unveiling the electronic transformations in the semi-metallic correlated-electron transitional oxide Mo$_8$O$_{23}$
Mo $_8$ O $_{23}$是一种低维化学稳定的过渡金属氧化物,来自功能材料MoO $_{3-x}$的前瞻性家族,范围从宽间隙绝缘体$(x=0)$到金属$(x=1)$。具有中间体$x$的大量化学计量化合物具有广泛不同的性质。在Mo $_8$ O $_{23}$中,一种不寻常的电荷密度波跃迁已被提出在室温以上发生,但其低温行为特别神秘。我们提出了一个全面的实验研究的电子结构与各种有序现象在这种化合物中,补充理论。密度泛函理论(DFT)的计算揭示了一个交叉从半金属与消失的带重叠窄隙半导体的行为,随着温度的降低。角分辨光电子能谱(ARPES)证实了在区域边界的埋狄拉克交叉。隧道光谱(STS)揭示了一个渐进的间隙开口对应于金属到绝缘体的过渡在343 K的电阻率,与CDW形成和DFT结果一致,但与大的非热拖尾的光谱意味着强载流子散射。在低温下,CDW图像被否定的金属霍尔贡献,一个非平凡的间隙结构在STS低于$\sim 170$ K和ARPES光谱,一起代表的关联态在$70$ K和间隙大小的快速增加低于$\sim 30$ K的开始的证据的观察。电子相关性之间的复杂相互作用和费米能级附近多个窄带的存在为亚稳性奠定了基础,并表明适用于忆阻器应用。
2019-11-07 cond-mat.str-el
Evolution from incoherent to coherent electronic states and its implications to superconductivity in FeTe1-xSex
我们对铁硫系超导体FeTe_(1-x)Sex进行了系统的角度分辨光电子能谱(ARPES)研究,以阐明与超导电性相关的电子态。虽然费米面的形状几乎是独立的x,我们发现,ARPES谱线的形状显示出突出的x依赖性。一个广泛的ARPES光谱的特征在于一个小的准粒子的重量在x = 0,非相干电子态的指示,随着x的增加,变得越来越尖锐,和一个明确的准粒子峰出现在x = 0.45左右,实现了体超导。这一结果表明了电子态从非相干态到相干态的演化及其与超导电性的产生的密切关系。
2014-05-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Metallic surface states in a correlated d-electron topological Kondo insulator candidate FeSb2
当温度接近零时,传统绝缘体的电阻会发散。4f Kondo绝缘体(KI)SmB 6的低温电阻率饱和特性促使人们提出了一种具有奇异基态的相关驱动拓扑Kondo绝缘体(TKI)。然而,模型TKI材料族的稀缺性使得难以从不相关的细节中分离出关键成分。在这里,我们使用角分辨光电子能谱(ARPES)来研究FeSb 2,这是一种相关d电子KI候选物,也表现出低温电阻率饱和。在(010)面上,我们发现了丰富的二维色散金属态的集合。体能带结构的测量揭示带重整化,一个大的温度依赖性带移,以及沿某些高对称性方向的平坦光谱特征,为强相关性提供光谱证据。我们的观察表明,奇异的绝缘状态类似于那些在SmB 6和YbB 12也可能存在于系统中的d而不是f电子。
2020-05-13 cond-mat.str-el
Pseudogaps: Introducing the Length Scale into DMFT
强关联系统中的赝能隙物理本质上是尺度相关的。我们推广了动力学平均场论(DMFT),在DMFT方程中加入了通过附加的(动量相关的)自能σ_k对赝能隙涨落关联长度的依赖。这种自能描述了由短程集体类SDW反铁磁自旋(或类CDW电荷)涨落引起的非局域动力学关联。在足够高的温度下,这些涨落可以看作是一个有限相关长度的猝灭高斯随机场。本文用这种推广的DMFT+Sigma_k方法数值求解了具有最近邻和次最近邻跃迁的正方晶格上具有排斥库仑相互作用的弱掺杂单带哈伯德模型。用数值重整化群(NRG)方法求解了有效单杂质问题。两种类型的强关联金属,即(i)掺杂莫特绝缘体和(ii)的情况下,带宽W<U(本地库仑相互作用的U值)被认为是。用DMFT+Sigma_k方法计算的态密度、谱函数和ARPES谱表明,在准粒子带的费米能级附近存在赝能隙。我们还简要地讨论了随机杂质散射的影响。最后,我们展示了费米面的“破坏”由于赝能隙波动和形成的“费米弧”,这与ARPES观测吻合得很好的定性图片。
2005-10-14 cond-mat.str-el
Pseudogaps in Strongly Correlated Metals
我们推广的动力学平均场(DMFT)近似,包括到DMFT方程的一些长度尺度通过(动量依赖)的“外部”的自能?这种外部自能描述了由短程集体类SDW反铁磁自旋(或类CDW电荷)涨落引起的非局域动力学关联。在足够高的温度下,这些涨落可以看作是一个有限相关长度的猝灭高斯随机场。本文用这种推广的DMFT+ Hubbard_k方法数值求解了具有最近邻和次最近邻跳跃的正方晶格上具有排斥库仑相互作用的弱掺杂单带哈伯德模型。在此广义DMFT+ NH_4_k中的有效单杂质问题用数值重整化群(NRG)求解。两种类型的强关联金属,即(i)掺杂莫特绝缘体和(ii)的情况下,带宽W<=U(本地库仑相互作用的U值)被认为是。在DMFT+ NH_4_k中计算的态密度、谱函数和ARPES谱表明在准粒子带的费米能级附近有赝能隙形成。
2005-03-04 cond-mat.str-el
Observation of in-gap surface states in the Kondo insulator SmB6 by photoemission
近藤绝缘体(KIs)是一种强关联材料,其中4f和传导电子之间的相互作用导致在低温下杂化能隙打开1-2。SmB 6是典型的KI,但其电阻率在低温下不发散,这归因于一些带隙状态3-10。然而,经过几十年的研究,间隙态的性质和起源仍然不清楚。最近的能带计算和输运测量表明,带隙内态实际上可以归因于拓扑表面态。因此,SmB 6可能是拓扑近藤绝缘体(TKI)13的第一个实现,拓扑近藤绝缘体(TKI)13是拓扑绝缘体(TI)11,12的强相关版本。在这里,通过进行角分辨光电子能谱(ARPES),我们直接观察到几个分散状态内的SmB 6的杂化间隙,跨越费米能级,并显示出可忽略的kz依赖性,表明它们的表面起源。此外,圆二色性(CD)的ARPES结果的间隙状态建议的轨道动量的手性,和温度相关的测量表明,间隙状态的同时消失的杂化间隙约150 K。这些都有力地表明了它们可能的拓扑起源。
2013-06-24 cond-mat.str-el
Photoemission spectra of a two-dimensional S=1/2 quantum antiferromagnet in magnetic fields: a theoretical study
利用精确对角化方法和自洽玻恩近似计算了自旋为1/2的海森堡反铁磁体的角分辨光电子能谱(ARPES)随磁场的变化.在饱和场$B_C$以下,由电子的光电发射产生的自旋波和空穴之间的强散射显著地使准粒子带变窄,其特征在于随着场的增加准粒子能量在$(π,π)$处降低。因此,在ARPES中,准粒子峰在$(π,π)$附近变得更形,在其他地方变得更宽。此外,我们观察到在半饱和场中,$(π,π)$周围出现异常扩展范霍夫区(EVHR),而在零场中,$(π,0)$和$(0,π)$周围的EVHR随着场的增加而逐渐消失。
2003-05-08 cond-mat.str-el
Dehybridization transition in Kondo insulators and heavy fermions
本文从非厄米系统理论视角回顾近藤绝缘体和重费米子中的去杂化现象,利用LDA+DMFT自能参数化讨论去杂化转变的本质及其对电子谱和输运性质的影响。
2025-05-07 cond-mat.str-el
Heavy-electron quantum criticality and single-particle spectroscopy
角分辨光电子能谱(ARPES)和扫描隧道显微镜(STM)已成为研究相关量子材料不可缺少的工具。两者都探测单粒子激发光谱的互补方面。总之,ARPES和STM有潜力探索电子格林函数的性质,这是多体理论的中心目标。这篇评论阐述了这种潜力,重点是重电子量子临界性,特别是近藤破坏的作用。讨论了如何利用ARPES和STM测量探测量子临界点附近的近藤破坏效应。特别强调的是放在如何区分的杂交间隙形成,这是“高能量”的物理预期在所有重电子系统的初始发病的签名,和近藤破坏,其特点是低能量的物理,因此,量子临界性的性质的问题。综述了近年来实验研究的进展和可能面临的挑战,比较了几种量子临界重电子化合物的STM谱和ARPES谱,并展望了今后的发展前景。
2020-03-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Photoemission study of the electronic structure and charge density waves of Na2Ti2Sb2O
用光子能量谱和偏振相关角分辨光电子能谱(ARPES)研究了新发现的钛基氧铌酸盐超导体的母体化合物Na_2Ti_2Sb_2O的电子结构。计算得到的能带结构和费米面与Na 2 Ti 2Sb 2 O非磁性态的能带结构计算结果吻合较好,表明Na 2 Ti 2Sb 2 O中不存在磁性有序,电子关联较弱.极化相关的ARPES结果表明,Na_2 Ti_2Sb_2 O的多带和多轨道性质。与光子能量相关的ARPES结果表明,Na_2Ti_2Sb_2O的电子结构是二维的.此外,我们发现一个密度波能隙形成低于转变温度,并达到65 meV在7 K,表明Na 2 Ti 2 Sb 2 O可能是一个弱相关的CDW材料在强电子-声子相互作用制度。
2015-05-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A universal explanation of tunneling conductance in exotic superconductors
在理解铜氧化物超导体的过程中,一个长期存在的谜团是扫描隧道光谱(STS)和角分辨光电子能谱(ARPES)测量的实验数据之间的不一致性。特别地,STS中观察到的突出的侧峰之间的间隙比ARPES测量观察到的超导能隙大得多。在这里,我们调和这两个实验技术概括的理论,这是以前应用到零维介观近藤系统强相关的二维(2D)奇异超导体。我们发现,在所有这些材料中的隧穿电导测量中观察到的侧峰具有普遍的起源:它们是由偏置下的相干介导隧穿形成的,并且不直接反映样品的基本态密度(DOS)。我们同时得到了样品的隧穿电导和态密度的理论预测,并表明对于铜氧化物和磷属元素化物超导体,提取的样品态密度与ARPES测量的超导能隙是一致的。
2016-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Bands renormalization and superconductivity in the strongly correlated Hubbard model using composite operators method
本文利用复合算符方法分析强关联Hubbard模型,研究至四阶近邻跃迁的影响,通过两组自洽方程提取三个解,验证粒子-空穴对称性和Luttinger定理,扩展基研究超导电性并发现其由Van Hove奇异性诱导,最终与铜氧化物的ARPES测量结果进行了对比。
2024-03-27 cond-mat.str-el
Kinematic formation of the pseudogap spectral properties in a spatially homogeneous strongly correlated electron system
结果表明,由原子表象算符对易关系的准费米性质引起的运动学相互作用可以诱导Hubbard费米子系综谱特征的赝能隙行为。在数学上,运动学相互作用的存在本身表现在哈伯德费米子$D(\textbf{k},iω_n)$的单粒子格林函数的忠实表示的修改,其中涉及,除了自能运营商$Σ_L(\textbf{k},iω_n)$,强度运营商$P(\textbf{k},iω_n)$。强度运算符必须同时输入$D(\textbf{k},iω_n)$的精确表达式的分子和分母。因此,运动相互作用,不仅重新规范化的基本激励的频谱,但显着影响其频谱权重。它导致费米轮廓上发生的光谱强度$A(\textbf{k},ω)$的强烈调制。计算的$t-J$模型在单圈近似下的光谱特性与铜氧化物超导体上获得的ARPES数据产生良好的定量协议。
2011-11-02 cond-mat.str-el
Pseudogaps in Strongly Correlated Metals: A generalized dynamical mean-field theory approach
我们推广了动力学平均场(DMFT)近似,通过在DMFT方程中包含一些长度尺度,通过动量依赖的“外部”自能S(k)。这种外部自能描述了由短程集体类SDW反铁磁自旋(或类CDW电荷)涨落引起的非局域动力学关联。在足够高的温度下,这些涨落可以看作是一个有限相关长度的猝灭高斯随机场。本文用这种推广的DMFT+Sk方法数值求解了具有最近邻和次最近邻跳跃的正方晶格上具有排斥库仑相互作用的弱掺杂单带哈伯德模型。在此广义DMFT+Sk中的有效单杂质问题用数值重整化群(NRG)求解。考虑了两类强关联金属,即(i)掺杂莫特绝缘体和(ii)带宽W~U(局域库仑相互作用的U值)的情况。在DMFT+Sk范围内计算的态密度、谱函数和ARPES谱表明在准粒子带的费米能级附近形成了赝能隙。
2005-08-24 cond-mat.str-el
Evolution of Pairing Orders between Pseudogap and Superconducting Phases of Cuprate Superconductors
高温铜氧化物超导体中最令人困惑的问题之一是在低于超导转变温度的温度下的赝能隙相。角分辨光电子能谱(ARPES)发现PG相在动量空间的某些区域有一个能隙,并保留了一小部分费米面,称为费米弧。电弧变成d波SC间隙,其节点低于SC转变温度。本文通过研究一个低温强关联模型,得到了一个由两种对序参量表征的相,其中库珀对的总动量为零和有限。有限动量对伴随着对序的空间调制,即对密度波(PDW)。这些PDW相与电荷密度和单元内形状因子的调制交织在一起。这两种不同配对序的共存提供了超导铜氧化物独特的双能隙谱。随着温度的升高,零动量对序消失,而有限动量对序保持不变,从而实现费米弧。计算得到的准粒子谱与ARPES和扫描隧道能谱(STS)报道的结果具有相似的掺杂和温度依赖性。由于单向PDW和探测这种PDW状态在PG阶段的可能性,打破x和y之间的对称性的后果进行了讨论。
2018-11-26 cond-mat.str-el
Resonant soft x-ray scattering, stripe order, and the electron spectral function in cuprates
本文综述了利用共振软X射线散射(RSXS)研究铜氧化物超导体及相关材料中的条纹状现象的现状。RSXS是一种强关联电子系统的弹性动量分辨价带探针。本文综述了自旋梯材料中维格纳晶化的RSXS研究、214相镍酸盐、214相铜酸盐及其他体系中条纹有序的RSXS研究。RSXS中的一个主要突出问题涉及其与更成熟的价带探针的关系,即角分辨光电发射(ARPES)和扫描隧道显微镜(STM)。这些技术被广泛理解为测量单电子光谱函数,但RSXS和光谱函数之间的关系迄今尚不清楚。使用物理参数,适用于在氧$K$边缘,我们表明,RSXS措施的平方模量的高级版本的格林函数测量STM。这表明,尽管RSXS是一个动量空间探测器,但它与STM的关系比与ARPES技术的关系更密切。最后,我们结束了RSXS最有前途的未来方向的一些讨论。我们将认为,最有前途的领域在于高磁场的研究,特别是在强关联异质结构的边缘状态,和超导铜氧化物的涡旋态,RSXS可能澄清最近的量子振荡实验中观察到的异常周期性。
2012-01-09 cond-mat.str-el
Impact of electron correlations on the $\mathbf{k}$-resolved electronic structure of PdCrO$_{2}$ revealed by Compton scattering
铜铁矿PdCrO $_2$是一种有趣的材料,它在不同的层中表现出近-自由电子和Mott绝缘行为。角分辨光电子能谱(ARPES)和康普顿散射测量都建立了一个六角费米表面的材料的顺磁相。然而,康普顿实验在投影占有中检测到一个额外的结构,最初被解释为ARPES没有看到的额外费米表面特征。在这里,我们重新审视康普顿数据的解释。最先进的密度泛函理论(DFT)与动力学平均场论(DMFT),所谓的DFT+DMFT方法,预测莫特绝缘态与一个单一的六角费米表面与ARPES和康普顿非常一致。然而,DFT+DMFT未能预测在康普顿数据中观察到的附加谱权特征的强度。我们推断,这种差异可能是由于DFT+DMFT不能正确预测费米能级附近未被占据的准粒子带的形状和色散的某些功能。因此,我们的DFT+DMFT模型之外的理论描述是需要纳入重要的电子相互作用,如层间电子耦合相互作用的PdCrO $_2$引起的近藤样所谓的交织激发。
2023-01-05 cond-mat.str-el
Electronic structure of strongly correlated d-wave superconductors
研究了强关联d波超导态的电子结构。结合重整化平均场论和矩阵元的直接计算,我们得到了Gutzwiller投影d波超导体中节点费米速度v_F、费米波矢k_F和动量分布n_k随空穴掺杂的显式解析结果。我们计算了Gutzwiller-Bogoliubov准粒子的能量色散、E_k和谱权,发现与准粒子在波腹点处激发有关的谱权随掺杂的变化呈现非单调性。结果与高温超导体的角分辨光电子能谱(ARPES)进行了比较。
2006-05-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Temperature dependence of the polaronic band structure in strongly correlated electron systems with strong electron-phonon interaction
本文在p-d-Holstein三带模型框架下,采用极化子形式的广义紧束缚(GTB)方法,研究了具有强电子关联和强电子-声子相互作用的铜氧化物体系的电子结构与温度的关系.在这种方法中,电子结构是由极化准粒子构成的初始和最终极化多电子态之间的激发。温度效应通过局域激发极化子态的占据数和自旋-自旋关联函数大小的变化来考虑,表现在Hubbard极化子子带谱重的重新分布和能带结构随温度的变化.温度升高导致价带顶的谱函数峰展宽、峰位移动、峰强度降低、带宽增大和绝缘体能隙减小。这些效果是在一个定性的协议,在未掺杂的HTSC铜酸盐中观察到的ARPES光谱的温度依赖性。
2016-11-17 cond-mat.str-el
Hallmark Signatures of Electronic Pairing in Two-Photon Two-Electron Coincidence Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
Faculty of Mathematics and Physics, University of Ljubljana(卢布尔雅那大学数学物理学院);J. Stefan Institute(约热·斯特凡研究所);University of British Columbia(不列颠哥伦比亚大学)
提出双光子双电子符合角分辨光电子能谱(2γ→2e 2eARPES)可直接探测电子配对,通过能量守恒在(ω1,ω2)平面分离同对和不同对电子信号,无需模型依赖。
2026-06-18 cond-mat.str-el
Unified description of cuprate superconductors by fractionalized electrons emerging from integrated analyses of photoemission spectra and quasiparticle interference
Sophia University(上智大学);RIKEN Center for Emergent Matter Science(理化学研究所物质结构科学中心);National Institute for Materials Science(国立材料研究所);RIKEN Center for Computational Science(理化学研究所计算科学中心);Schrödinger Inc.(薛定谔公司);University of Tokyo(东京大学);Ames National Laboratory(艾姆斯国家实验室);Iowa State University(爱荷华州立大学);ISSP, University of Tokyo(东京大学国际超导材料研究中心);Kyoto University(京都大学)
通过整合光电子能谱和准粒子干涉分析,该研究提出双组分费米子模型成功解释铜基超导体的电子结构,并预测了分数化效应的特征QPI图案。
2026-02-03 cond-mat.str-el
Kinks in the dispersion of strongly correlated electrons
凝聚态物质的性质是由单粒子和集体激发及其相互作用决定的。这些量子力学激发的特征在于能量E和动量\hbar k,它们通过它们的色散E_k相关联。两个激发的耦合可能导致色散斜率的突变(扭结)。因此,这些扭结携带着关于多体系统中相互作用的重要信息。例如,在高温超导体的电子色散中,在费米能级以下40-70 meV处检测到的扭结被认为是基于声子或自旋涨落的配对机制的证据。在结合能从30到800毫电子伏的电子色散扭结也被发现在各种其他金属提出的问题,他们的起源。在这里,我们报告了一种新的,纯电子机制产生扭结的电子分散体。它适用于强相关金属,其光谱函数显示分离良好的哈伯德子带和中心峰,例如,在过渡金属氧化物中。费米液体(FL)理论的扭结位置和有效的能量范围仅由FL重整化因子和裸的、不相关的能带结构决定。角分辨光电子能谱(ARPES)实验在FL制度以外的结合能,因此可以提供新的,以前意想不到的信息强相关的电子系统。
2006-09-25 cond-mat.str-el
Determining the underlying Fermi surface of strongly correlated superconductors
费米面(Fermi surface,FS)是近一个世纪以来固体物理学家提出的最具独创性的概念之一。它在我们理解相互作用的电子系统中起着核心作用。高温超导体(HTSC)是最重要的强关联超导体之一,人们从实验和理论两方面对它的FS进行了大量的研究。在这里,我们讨论了一些流行的方法来确定FS和显示,他们通常会导致错误的结果接近半填充和在低温下,由于大的超导能隙(pseudogap)低于(以上)的超导转变温度。我们的研究结果提供了一个强相关性和超导性之间的相互作用的观点,并强调了强耦合理论的表征,以及在ARPES实验中的基础FS的确定的重要性。
2006-06-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Rotational Resonances and Regge Trajectories in Lightly Doped Antiferromagnets
了解掺杂莫特绝缘体中电荷载流子的性质是解开强关联电子系统(包括铜氧化物超导体)令人困惑的性质的关键。几个理论模型表明,掺杂剂可以被理解为部分子的束缚态,部分子是高能物理学中夸克的类似物。然而,自旋-电荷束缚态的直接签名在实验和理论上都缺乏。在这里,我们在低掺杂,这直接揭示了自旋-电荷束缚态的微观结构,数值识别长寿命的旋转共振。与反映介子夸克结构的Regge轨线相似,我们建立了转动能与超交换耦合的线性关系。旋转激发强烈抑制标准角分辨光电子发射(ARPES)光谱,但我们提出了一个多光子旋转扩展的ARPES,他们有很强的光谱权重。我们的研究结果表明,多光子光谱实验应该提供新的见解涌现的普遍特征的强关联电子系统。
2021-03-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el hep-th
Correlated band structure of electron-doped cuprate materials
我们提出了一个数值研究的掺杂依赖的n型铜酸盐的光谱函数。利用基于自能量泛函理论的变分集团微扰理论方法,计算了电子掺杂二维哈伯德模型的光谱函数.该模型包括次近邻电子跳跃幅度$t'$和固定的现场相互作用$U=8t$在半填充和掺杂水平范围从$x=0.077$到$x=0.20$。我们的研究结果支持这样一个事实,即一个全面的描述的单粒子光谱的电子掺杂的铜酸盐需要一个适当的处理强电子相关。与以前的弱耦合方法相比,我们获得了一致的描述ARPES实验,而不需要引入掺杂依赖的现场相互作用$U$。
2005-04-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Revealing the single electron pocket of FeSe in a single orthorhombic domain
我们测量的电子结构的FeSe从个别正交域。利用具有高度聚焦束斑的角分辨光电子能谱光束线(nano-ARPES),我们在FeSe中发现了清晰的条纹状正交晶畴,其长度尺度约为1-5~ $μ$ m。我们的费米面和能带结构的光电子能谱测量显示在布里渊区角落的单电子口袋。这一结果提供了明确的证据FeSe的单电子口袋电子结构,观察到没有单轴应变的应用,并呼吁进一步的理论深入了解这种不寻常的费米表面拓扑结构。我们的研究结果也展示了潜在的纳米ARPES的相关材料的研究与本地域结构。
2020-04-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A new hybrid LDA and Generalized Tight-Binding method for the electronic structure calculations of strongly correlated electron systems
提出了一种新的混合方案。用{ \it ab initio} LDA方法构造了多带Hubbard模型的Wannier函数,得到了单电子和库仑参数.在强关联区,用广义紧束缚(GTB)方法计算了多带哈伯德模型的电子结构,该方法将小团簇(单胞)模型哈密顿量的精确对角化与团簇间跃迁和相互作用的微扰处理相结合.对于未掺杂的La $_2$ CuO、$_4$和Nd $_2$ CuO $_4$,该方案导致电荷转移绝缘体具有与ARPES数据一致的正确的带隙和带色散值。
2005-05-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic structure of quantum materials studied by angle-resolved photoemission spectroscopy
量子材料的物理学由多体相互作用和对称性和拓扑学等数学概念决定,这些概念改变了我们对物质的理解。角分辨光电子能谱(ARPES)直接探测动量空间中的电子结构,在发现、表征和理解量子材料(从物质的强相关态到那些表现出非平凡拓扑结构的量子材料)方面发挥了核心作用。在过去的二十年里,ARPES作为一种技术已经显着成熟,分辨率不断提高,并继续扩展到空间,时间和自旋域。同时,合成新材料和应用非热调谐参数\emph{in-situ}的能力在所有量子材料的研究中打开了新的维度。我们回顾了这些进展,并调查了它们在当代量子材料研究中的科学贡献。
2020-08-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Formation of spinful dark excitons in Hubbard systems with magnetic superstructures
在光致发光相关材料中形成激子的可能性是基础和应用前景的核心。在本文中,我们将展示如何电子-电子相互作用和磁性超结构的相互作用,导致形成一个特殊的自旋暗激子,这可以在ARPES型实验和光学测量检测。我们研究这一点,通过使用矩阵乘积态(MPS)计算的时间演化的单粒子光谱函数和光学电导率的电子空穴激发后的一类一维相关带绝缘体,模拟现场相互作用和交替的局部磁场的哈伯德模型。仅在一个特定自旋方向上的激发导致仅在不受激发影响的自旋方向上的光谱函数的带隙区域中的附加带以及导致光学电导率中的附加峰。由于两者都是在激发后形成的,因此这被解释为暗激子,其仅在一个自旋方向上显示。激励的衰减发生在比适用于MPS的时间尺度长得多的时间尺度上。我们讨论了相关绝缘体系统的实验研究的影响。
2021-09-20 cond-mat.str-el
Instanton sector of correlated electron systems as the origin of populated pseudo-gap and flat "band" behavior: analytic solution
对准一维哈伯德模型,解析求解了关联电子系统亚稳真空间的有限温度瞬子。瞬子产生动态对称破缺,并将金属态与双真空:超导态和自旋密度波态连接起来。这些瞬子沿着松原虚时分布,具有类似于准一维Peierls模型中发现的坐标空间孤子晶格的结构。在微观水平上,真空间的漂移是由电子-空穴对和库珀对的“共振四重态”之间的相互转换来描述的。“瞬变晶体”中电子的光谱性质揭示了赝能隙(PG)行为,PG中心有有限的费米子态密度,PG外有“平带”.在高温铜氧化物的ARPES和STM数据的背景下,讨论了解析推导的赝能隙和SC及SDW凝聚体密度的逆温度标度.
2008-07-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Generalized dynamical mean-field theory in physics of strongly correlated systems
这篇评论致力于推广的动力学平均场论(DMFT)的强关联电子系统对帐户的不同类型的额外的相互作用,必要的正确的物理描述,许多实验观察到的现象,在这样的系统。作为附加相互作用,我们考虑:(1)电子与高温超导体中反铁磁(或电荷)序参量涨落的相互作用导致赝能隙态的形成,(2)电子对静态无序的散射及其在Anderson-Hubbard金属-绝缘体相变中的作用,(3)强关联系统中电子-声子相互作用及相应的电子谱异常。所提出的DMFT+Sigma方法是基于通过将额外的自能Sigma(通常依赖于动量)引入到常规DMFT方案中并在标准DMFT方程组内以自洽方式计算来考虑上述相互作用。在这里,我们制定了一个粒子(光谱函数和态密度)和两个粒子(光学电导率)属性的计算的一般方案。我们研究了赝能隙的形成问题,包括费米弧的形成和费米面的部分破坏,无序Anderson-哈伯德模型中的金属-绝缘体转变,以及强关联系统中电子谱中扭结的一般情况。在LDA+DMFT方法的基础上,将DMFT+Sigma方法推广到描述具有强电子-电子相关性的现实材料。给出了LDA+DMFT方法的一般方案及其在实际系统中的应用。采用LDA+DMFT+Sigma方法模拟了电子和空穴掺杂的高T_c铜氧化物的赝能隙态。与各种ARPES实验进行了比较。
2011-09-11 cond-mat.str-el
Tunneling spectra of layered strongly correlated d-wave superconductors
铜氧化物超导体的超导电导实验显示出很大的多样性,出现在不同的纳米尺寸的区域的非均匀样品的光谱。在这封信中,我们使用平均场的方法的tt't“”J模型,以解决这些光谱中的功能,偏离BCS范式,即偏置符号不对称在高偏置,一般缺乏证据的范霍夫奇点,偶尔缺乏相干峰。我们的结论是,这些功能可以复制在均匀分层的d波超导体仅仅是由于一个接近莫特绝缘过渡。我们还建立了上述隧道谱特征与电子色散在(0,pi)和(pi,0)附近的强重整化以及ARPES实验中观察到的电子态的动量空间各向异性之间的联系。
2006-08-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
First-Principles Momentum-Dependent Local Ansatz Wavefunction and Momentum Distribution Function Bands of Iron
在紧束缚LDA+U哈密顿量的基础上,我们发展了一种动量相关变分参数的第一性原理局域无量纲波函数方法。该理论超越了第一原理Gutzwiller方法,定量地描述了相关的电子系统。利用这一理论,我们发现顺磁bcc Fe沿高对称线的动量分布函数带与具有$e_{g}$对称性的$d$电子的Fermi-Dirac函数有很大的偏离,并得到动量相关的质量增强因子.计算出的平均质量增强$m^{\ast}/m = 1.65$与低温比热数据以及最近的角分辨光电子能谱(ARPES)数据是一致的。
2016-03-10 cond-mat.str-el