Electron-phonon Coupling on the Surface of the Topological Insulator Bi2Se3: Determined from Surface Phonon Dispersion Measurements
本文报道了强拓扑绝缘体Bi_2Se_3(001)面上狄拉克费米子准粒子(DFQ)与声子耦合的测量结果。虽然大多数当代的调查,这种耦合都涉及检查的DFQ自能的温度依赖性,通过角分辨光电子能谱(ARPES)测量,我们采用非弹性氦原子散射探索,第一次,这种耦合从声子的角度来看。使用希尔伯特变换,我们能够获得与色散表面声子分支相关的声子自能的虚部,该色散表面声子分支在我们先前的工作[1]中被识别为与DFQ具有强相互作用。从这个虚部的自能,我们得到一个分支特定的电子-声子耦合常数为0.43,这是强于从ARPES测量报告的值。
2012-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metallic layered materials with magnetic frustration: An ARPES view of the SmAuAl$_4$Ge$_2$ and TbAuAl$_4$Ge$_2$
本研究通过ARPES和DFT研究SmAuAl$_4$Ge$_2$和TbAuAl$_4$Ge$_2$的电子结构,揭示局域自旋矩、表面态及低维性等关键特征,填补了该类磁阻挫材料实验电子结构的空白。
2025-05-26 cond-mat.str-el
Coupling angle resolved photoemission data and quasiparticle structure in antiferromagnetic insulators Sr2CuO2Cl2 and Ca2CuO2Cl2
利用扩展的紧束缚方法(ETBM)分析了Sr_2CuO_2Cl_2和Ca_2CuO_2Cl_2反铁磁绝缘体沿布里渊区(BZ)基本对称方向的准粒子色散和ARPES谱密度.准粒子色散与ARPES数据符合得很好。在价带顶,我们发现了一个窄的类杂质虚能级,其谱权与自旋涨落的浓度成正比。虚能级和价带顶部之间的赝能隙具有类似于Ca_2CuO_2Cl_2中的“剩余费米面”的色散,并且具有类似于欠掺杂Bi_(2212)样品中的赝能隙。在AFM相中的(0,0)、(pi/2,pi/2)、(pi,0)点中的偏振ARPES谱的计算奇偶性关于不同轨道对总ARPES谱密度的部分贡献的相对量值是均匀的。还确定了极化ARPES实验中不同部分贡献的可观测性条件。
2001-04-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nature of metallic and insulating domains in the CDW system 1T-TaSe2
该研究通过空间和角分辨光电子能谱(ARPES)及动态平均场理论计算,揭示了低温下1T-TaSe₂电荷密度波相中金属与绝缘畴的共存特性,以及金属区域量子阱态和堆垛层错对电子行为的主导作用。
2024-11-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
ARPES study of orbital characters, symmetry breakings and pseudogaps in doped and pure Sr2IrO4
Sr_2IrO_4的特点是具有大的自旋-轨道耦合,这会产生具有强纠缠自旋和轨道特征的带,称为J=1/2和J=3/2。我们利用光偏振相关的ARPES直接研究了这些带的轨道特性,并全面绘制了它们的色散图。我们观察到的带与我们的集团动力学平均场论计算非常一致。我们发现,J=1/2带,最接近费米能级Ef,占主导地位的dxz字符沿kx和dyz沿ky。这实际上与平均各向同性J=1/2的特征一致,但这种在k空间中的大轨道依赖性以前大多被忽视。它产生了强烈的调制的ARPES强度,我们解释并仔细考虑到比较色散的布里渊区的等效方向。虽然后者的分散体看起来不同,在第一,这表明可能的对称性破缺,他们被发现基本上是相似的,一旦这些强度变化校正。特别是,赝隙状功能接近$X$点出现在近金属15%铑掺杂的Sr 2 IrO 4强烈依赖于实验条件。我们发现,尽管如此,有一个能量标度为30 meV以下的光谱权重被抑制,独立的实验条件,这给出了一个可靠的基础来分析这种行为。我们认为它是由紊乱引起的。
2019-07-02 cond-mat.str-el
Strength of the phonon-coupling mode in $La_{2-x}Sr_{x}CuO_{4}$, $Bi_{2}Sr_{2}CaCu_{2}O_{8+x}$ and $YBa_{2}Cu_{3}O_{6+x}$: An estimation from the ARPES-nodal measurements
尽管在确定导致氧化铜材料高温超导性的机制方面进行了大量的努力,但尚未就配对机制达成共识。高分辨率角分辨光电子能谱的最新进展表明,相当大的电子-声子耦合是电子态色散关系(能量与波矢)扭结的主要原因。本文系统地研究了电子-声子耦合参数“$λ$“对$La_{2-x}Sr_{x}CuO_{4}$、$Bi_{2}Sr_{2}CaCu_{2}O_{8+x}$和$YBa_{2}Cu_{3}O_{6+x}$的电子准粒子沿波节方向色散的影响。关于电荷载体的修整的信息,即,在(0-0)- $(π,π)$动量-空间方向上的扭折色散得到了有效质量和耦合模强度随掺杂浓度、温度、动量和能量的变化关系,避免了\textit{d-}波超导带隙的复杂性。我们的分析表明,在不同的样品和不同的掺杂水平的理论和实验之间的显着协议。这包括我们最近引入的理论模型,以调整实验数据的费米子带色散,强调之间的必要区别一般的电子质量增强参数$λ^{*}$和传统的电子-声子耦合参数$λ$。
2011-02-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Surface vs bulk electronic structures of a moderately correlated topological insulator YbB6 revealed by ARPES
系统的角度分辨光电子能谱(ARPES)实验研究了拓扑混合价绝缘体候选物YbB 6的体电子结构和(100)表面电子结构。用体灵敏软X射线ARPES探测了YbB 6的体态,其显示出立方对称性所要求的强三维性。令人惊讶的是,测得的Yb 4f态位于费米能级(EF)以下约1 eV和2.3 eV,而不是如第一原理计算所示的接近EF。EF附近的色散带是B2 p态,它与4f态杂化。利用表面灵敏的真空紫外ARPES,我们揭示了二维表面态,形成三个类电子费米面(FS)与Dirac-cone-like色散。奇数个表面FS给出了第一个指示,YbB 6是一个适度相关的拓扑绝缘体。自旋分辨的ARPES测量提供了进一步的证据,这些表面状态的自旋极化与自旋锁定的晶体动量。我们已经观察到第二组具有不同拓扑结构的表面态(孔状口袋)。条带的清晰折叠表明它们来自1X 2重建表面。重构表面态的拓扑性质有待进一步研究。
2014-05-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anisotropic quasiparticle coherence in nematic BaFe$_2$As$_2$ studied with strain-dependent ARPES
铁基超导体中有序的标志是电阻率各向异性,但尚不清楚准粒子色散、寿命和相干性在多大程度上起作用。虽然Fe $d_{xz}$和$d_{yz}$分散体的提升简并度已被广泛研究,但对其他两个因素知之甚少。本文将原位应变调谐与ARPES相结合,研究了BaFe $_2$ As $_2$的谱权的非线性响应。的ARPES谱的对称性分析表明,$d_{xz}$带增益准粒子谱的权重相比,$d_{yz}$带的负反对称应变$Δε_{yy}$,这表明相同的响应内的α相。我们的结果是兼容的$d_{xz}$和$d_{yz}$轨道内的Hund的金属图片的不同的相干性。我们还讨论了轨道混合的影响。
2021-04-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Observation of spin-dependent dual ferromagnetism in perovskite ruthenates
利用原位角分辨光电子能谱(ARPES)和自旋分辨光电子能谱(SARPES)研究了SrRuO $_3$(SRO)薄膜的电子能带结构与铁磁性之间的关系。我们的高质量ARPES和SARPES结果显示出清晰的自旋提升能带结构。自旋极化强烈地依赖于费米能级附近的动量,而在高结合能下它变得不那么依赖。这个实验观测与我们的动力学平均场论(DMFT)结果非常吻合。随着温度从低到居里温度的升高,自旋分裂能隙减小,带色散变得不相干。基于ARPES研究和理论计算结果,我们发现SRO具有自旋相关的电子关联,其中多数自旋和少数自旋分别是局域的和巡游的。我们的发现解释了铁磁性和电子结构是如何联系在一起的,这在SRO中已经争论了几十年。
2021-12-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spectroscopic Evidence for Electron-Boson Coupling in Half-metallic CrO2
本研究利用高分辨率 ARPES 观测半金属铁磁体 CrO2 的费米面、能带及 68 meV 扭折,并通过自能分析证明电子–声子与电子–磁振子耦合。
2025-09-30 cond-mat.str-el
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。
2006-04-30 cond-mat.str-el
Minority-spin $t_{2g}$ states and the degree of spin polarization in ferromagnetic metallic La$_{2-2x}$Sr$_{1+2x}$Mn$_2$O$_7$ ($x=0.38$)
利用角分辨光电子能谱(ARPES)研究了铁磁La $_{2-2x}$ Sr $_{1+2x}$ Mn $_2$ O $_7$($x=0.38$)的电子能带结构和费米面.除了预期的两个空穴口袋和一个电子口袋的多数自旋$e_g$电子,我们显示了一个额外的电子口袋周围的$Γ$点。与第一性原理自旋极化能带结构计算的比较表明,额外的电子口袋来自少数自旋特征的$t_{2g}$电子,表明该化合物不是一个完整的半金属铁磁体,与轻掺杂立方锰氧化物类似的预期。然而,我们的数据表明,一个完整的半金属状态是可能达到的,只要带宽是温和的减少。此外,ARPES的带分辨能力,使我们能够研究不同的实验条件下的自旋极化的能带结构的影响。
2013-10-24 cond-mat.str-el
A Consistent Picture for Resonance Neutron Peak and ARPES Spectra in High-Tc Superconductors
基于$t-t^{\prime}-J$模型的从玻色子方法,对ARPES测量中观察到的谱和中子散射中观察到的共振峰进行了检验。我们表明,峰/谷/驼峰功能产生的集体自旋激发,在同一时间,引起的中子共振模式的电子散射。的掺杂依赖性和峰/谷/峰位置的分散体被证明是与实验一致的。我们的结果表明,最近观察到的$\cos (6θ)$偏离纯d波也是由于自旋涨落的重整化。
1999-12-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping-dependent nodal Fermi velocity in Bi-2212 revealed by high-resolution ARPES
基于激光的角分辨光电子能谱(ARPES)的分辨率提高,可以可靠地获得光谱中的精细结构。我们提出了一个系统的,依赖于掺杂的研究最近发现的低能量扭结在节点的分散Bi 2Sr 2CaCu 2 O 8 +d(Bi-2212),这表明这种扭结在欠掺杂Bi-2212的普遍性和鲁棒性。由于这种扭结的节点速度的重整化变得更强的欠掺杂,揭示了节点费米速度是非普遍的,与假设的现象。这与间隙速度v2的激光ARPES测量一起使用,以解决与热导率测量的差异。
2010-03-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Denoising and feature extraction in photoemission spectra with variational auto-encoder neural networks
University of Virginia(弗吉尼亚大学)
近年来,不同的机器学习(ML)模型已分别用于从原始角分辨光电子能谱(ARPES)数据获得的能量-动量色散强度图的特征提取和降噪。在这项工作中,我们采用了一个浅层变分自动编码器(VAE)神经网络来展示使用ML进行ARPES色散图去噪和特征提取的前景。
2022-03-14 cond-mat.str-el cs.LG physics.ins-det
Non-Fermi-liquid scattering rates and anomalous band dispersion in ferropnictides
利用角分辨光电子能谱(ARPES)研究了两种铁磷化合物体系的能带色散和准粒子散射率。我们的ARPES结果表明,线性的能量依赖的散射率是恒定的,在很宽的范围内的控制参数,这取决于轨道的频带的字符。我们证明了线性能量依赖性引起弱色散带与强烈的质量增强时,带的最大值交叉的化学势。在超导相,相应的小有效费米能有利于Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)、\cite{Bardeen1957} -Bose-Einstein(BE)、\cite{Bose1924}交叉态。
2015-03-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
From Mott insulator to overdoped superconductor: Evolution of the electronic structure of cuprates studied by ARPES
我们回顾我们的角度分辨光电子能谱(ARPES)的结果,不同的层状氧化物超导体,和它们的绝缘母体化合物。重点讨论了低能激发的一些最新问题,如费米面和剩余费米面,赝能隙和类d波色散,最后讨论了ARPES谱中多电子成分、多体效应和超流密度的特征。我们将集中在电子结构的系统性变化,这可能是相关的发展,从莫特绝缘体过度掺杂超导体的演变的全面图片。
2001-07-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Doping dependent evolution of the electronic structure of La2-xSrxCuO4 in the superconducting and metallic phases
用角分辨光电子能谱(ARPES)研究了La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$(LSCO)体系的电子结构.本文研究了空穴掺杂对超导相和金属相费米面、超导带隙和扩展鞍点$k=(π,0)$附近能带色散的影响。随着空穴浓度$x$降低,$(π,0)$处的平带从$x>0.2$的费米能级($E_F$)以上移动到$x<0.2$的$E_F$以下,并且进一步降低到$x=0.05$。从ARPES谱的前沿位移,发现周围的超导带隙的大小单调增加的$(π,0)$从$x=0.30$下降到$x=0.05$,即使$T_c$减少在欠掺杂区,超导带隙似乎平滑地演变到正常状态的间隙在$x=0.05$。结果表明,表征这些低能量结构的能量尺度具有类似的掺杂依赖性。对于重过掺杂样品($x=0.30$),用简单的唯象自能形式分析了其能带色散和ARPES谱线形状,得到了电子有效质量增强因子$m^*/m_b \simeq 2$.欠掺杂区($x \lesssim 0.10$)观察到的电子结构的一些不寻常的功能是一致的条纹模型的数值计算工作。
2001-12-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quasi one-dimensional metallic band dispersion in the commensurate charge density wave of $1T$-TaS$_2$
层状化合物$1T$ -TaS $_2$中的相称电荷密度波(CDW)迄今大多被视为准二维现象。然而,最近的能带结构计算预测,CDW与垂直于晶面的近一维金属色散共存。利用基于同步辐射的角分辨光电子能谱,我们证明了这个金属带确实存在。它的占用带宽是在一个简单的$τ_c$堆叠顺序的CDW相邻层之间的预测非常一致,其在$c$方向的周期性是$2 π/ c$。
2017-05-01 cond-mat.mtrl-sci 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
ARPES Study of the Evolution of Band Structure and Charge Density Wave Properties in RTe3 for R = Y, La, Ce, Sm, Gd, Tb and Dy
我们提出了一个详细的ARPES调查的RTe 3家庭,这套系统作为一个理想的“教科书”的例子,形成一个嵌套驱动的电荷密度波(CDW)。这个家族确实展示了与CDW不稳定性相关的所有现象,从费米面(FS)最佳嵌套部分(高达0.4eV)的大间隙打开,到残留金属口袋的存在。ARPES是表征这些特征的最合适的技术,这要归功于其在k空间中解析电子结构的独特能力。RTe 3的另一个优点是能带结构可以通过简单的2D紧束缚(TB)模型非常准确地描述,这允许人们理解并容易地再现CDW的许多特性。在本文中,我们首先建立的电子结构的主要特征,通过比较我们的ARPES测量与线性Muffin-Tin轨道带计算。我们用它来定义TB模型的有效性和局限性。然后,我们提出了一个完整的描述的CDW属性,并为第一次,其强大的演变作为一个功能的R。使用简单的模型,我们能够完美地再现间隙在k空间中的演化,CDW波矢量随R的演化和剩余金属口袋的形状。最后,我们给出了一个估计的CDW相互作用参数,并发现在电子态密度n(Ef)的变化,由于晶格膨胀时,不同的R离子插入,有正确的数量级来解释的CDW属性的演变。
2008-01-17 cond-mat.str-el
Correlated electronic states of SrVO3 revealed by angle-resolved photoemission spectroscopy
本文综述了Mott-Hubbard型关联电子系统SrVO 3的角分辨光电子能谱(ARPES)研究进展。它具有d1电子构型,是研究正常金属中电子相关效应的理想模型化合物。体单晶SrVO 3和CaVO 3的ARPES研究揭示了它们之间的电子质量重整化的差异。原位ARPES研究由脉冲激光沉积方法制造的薄膜澄清不仅准颗粒分散体,这表明一个扭结像高Tc的铜酸盐,但也有限的分散体的非相干部分。利用Kramers-Kronig变换,从ARPES谱权中导出了较宽能量范围内的自能。所获得的自能具有几种结构,这些结构产生非相干特征和类似于高Tc铜酸盐的赝隙状倾角。SrVO_3薄膜的量子阱态显示了具有关联电子的子带。本文中概述的电子相关效应的这些发现不仅为基础凝聚态物理提供了一个起点,也为开发具有相关电子的新器件提供了一个起点。
2016-01-08 cond-mat.str-el
Quantitative comparison of LDA+DMFT and ARPES spectral functions
角分辨光电子能谱(ARPES)的出现,使人们有可能直接观察电子色散的光谱函数图。另一方面,例如,在LDA+DMFT方法中,可以从理论上获得谱函数图。在这样的地图上的电子带的特征不仅在于它的能量位置在一个给定的$k$ -点,而且还在于它的宽度和强度。为了说明一种定量比较理论谱函数和ARPES数据的方法,选择LDA+DMFT方法获得的谱函数。结果表明,理论谱函数应考虑到一些实验特征:光电离截面、实验能量和角分辨率,以及光电子发射过程中产生的光空穴寿命的影响。在这篇文章中,我们提出了一个强大的程序,考虑到这些实验功能的铁基高温超导体(HTSC)系统的例子:NaFeAs和FeSe的SrTiO $_3$基板。
2021-03-15 cond-mat.str-el
Fermi Surface and Band Dispersion in La2-xSrxCuO4
利用角分辨光电子能谱(ARPES)研究了La_(2-x)Sr_xCuO_4的能带结构、费米面及其掺杂效应。结果表明,在欠掺杂(x = 0.1)和最佳掺杂(x = 0.15)的样品中,费米面发生了剧烈的变化:与其它铜酸盐样品一样,费米面为类空穴,中心位于k=(pi,pi);而在重掺杂(x = 0.3)的样品中,费米面为类电子,中心位于(0,0)。在ARPES谱中靠近(pi/2,pi/2)的峰与其它铜酸盐不同是宽的和弱的。在欠掺杂和最佳掺杂样品中,在费米面(pi,0)附近观察到超导能隙(Δ = 10 - 15 meV)。
2000-03-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
ARPES Study of the Metal-Insulator Transition in Bismuth Cobaltates
利用角分辨光电子能谱(ARPES)研究了Mott-Hubbard型钴酸铋体系的金属-绝缘体相变。通过改变Pb取代量,以及通过掺杂Sr或Ba阳离子,获得绝缘至金属性质的范围。我们观察到的相干和非相干部分的光谱权重的系统变化,伴随着能量的非相干部分的移位。能带色散也表明,随着电导率的增加,在费米能级处出现了弱色散态。这些变化对应于随温度变化的电阻率行为的变化。我们解决的相干-非相干部分的性质有关的峰-谷-驼峰功能中看到的铜酸盐超导体。
2006-10-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic Transport Studies of Ag-doped Bi2Se3 Topological Insulator
介绍了掺银Bi_2Se_3单晶的结构、磁输运和角分辨光电子能谱(ARPES)。温度依赖的电阻率表现出金属的行为与斜率变化超过200 K的Ag掺杂的Bi 2Se 3。磁电阻在低场下表现出正的二次依赖性,满足Kohler规则。霍尔电阻率测量表明电子是主要的载流子。此外,这些结果与在T = 20 K时观察到的ARPES谱吻合得很好,其中费米能级位于体导带内。的拓扑表面状态的狄拉克点移向更高的结合能(~ 0.12 eV)的Ag掺杂的样品相比,原始的Bi 2Se 3。
2023-03-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strong surface termination dependence of the electronic structure of polar superconductor LaFeAsO revealed by nano-ARPES
利用角分辨光电子能谱(ARPES)对铁基超导体的电子结构进行了深入的研究。相当多的研究集中在LaFeAsO家族,显示出最高的转变温度,以前的ARPES研究发现费米表面比散装理论计算预测的要大得多。的差异已被归因于终止依赖的表面状态的存在。在这里,使用光电子能谱与亚微米聚焦束斑(纳米ARPES),我们已经成功地测量了LaFeAsO的LaO和FeAs终端的电子结构。我们的数据揭示了不同的表面终端非常不同的带色散和核心水平的光谱,表明以前的宏观焦点ARPES测量是不完整的。我们的研究结果提供了直接的证据,表面驱动的电子结构重建在LaFeAsO,包括终端依赖的费米能级的表面态的形成。这种新的实验技术,我们已经证明是非常强大的,当应用于这种原型化合物,现在可以用来研究各种材料与不同的表面终端。
2022-08-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Laser ARPES, the sudden approximation, and quasiparticle-like peaks in Bi2Sr2CaCu2O8+delta
本文报道了一种新的低光子能区角分辨光电子能谱的激光测量方法,并用于Bi_2Sr_2CaCu_2O_(8+)δ超导体的研究。低能量增加体灵敏度,减少背景,并提高分辨率。这样,我们就可以观察到在它们的结合能尺度上非常尖锐的光谱峰--这是关于准粒子处于正常状态的最清楚的证据。关键方面的数据,如色散,超导间隙,玻色子耦合扭结和相关的重量转移是强大的突然近似的可能的故障。
2005-08-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Low energy excitations in graphite: The role of dimensionality and lattice defects
利用高分辨角分辨光电子能谱(ARPES)研究了石墨的电子性质。我们发现,石墨中的低能激发的性质是特别敏感的层间耦合以及晶格无序。作为层间耦合的结果,我们首次观察到在布里渊区角K附近的$π$带被$\approx$ 0.7 eV分裂。在低结合能下,我们观察到具有线性色散的无质量狄拉克费米子的特征(如石墨烯的情况),与具有抛物线色散和有限有效质量的准粒子共存。我们还报告了第一ARPES签名的电子-声子相互作用在石墨:一个扭结的分散和散射率的突然增加。此外,晶格无序强烈地影响低能激发,在费米能级附近产生新的局域态。这些结果为石墨的电子和输运性质的不寻常性质提供了新的见解。
2006-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Buried double CuO chains in YBa$_2$Cu$_4$O$_8$ uncovered by nano-ARPES
在CuO链中的电子动力学一直难以捉摸的Y-Ba-Cu-O铜酸盐系统通过标准角分辨光电子能谱(ARPES),裂解样品表现出的领域终止于CuO链或BaO层,和一个典型的光束的大小结果ARPES信号,从两个终端叠加。在这里,我们采用空间分辨的ARPES与亚微米束(nano-ARPES),揭示了在YBa $_2$ Cu $_4$ O $_8$双CuO链的表面终止依赖的电子结构。我们提出了第一次观察到尖锐的金属色散和费米面的双CuO链埋在下面的CuO $_2$ -平面块上的BaO终止表面。虽然所观察到的费米面的CuO链是高度一维的,在CuO链中的电子不进行显着的电子相关性和没有签名的Tomonaga-Luttinger液体也不是边际费米液体被found. We的工作代表了一个重要的实验步骤,了解的电荷动力学,并提供了一个起始基础,为高$T_c$超导YBCO铜酸盐系统的建模。
2019-02-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory of ARPES intensities from the CuO$_2$ plane
我们提出了一个理论的光子能量和偏振依赖的强度从CuO $_2$平面的强关联模型的框架。我们表明,在CuO $_2$平面的电场矢量的$O$ $2p_σ$和$Cu$ $3d_{x^2-y^2}$轨道的“辐射特性”强烈沿CuO $_2$平面,即大多数光电子发射的掠射角。这表明,表面状态在所观察到的ARPES光谱中起着重要的作用,与最近的数据从Sr $_2$ CuCl $_2$ O $_2$一致。我们表明,表面状态和LEED状态的连续体之间的表面状态的色散和Fano共振的组合可能会产生急剧下降,在所观察到的光电子电流作为面内动量的函数,这可以很好地模仿费米表面交叉。这种效应可以解释在不同的光子能量下,Bi 2212中的类空穴费米面和类电子费米面的同时“观察”。我们表明,通过适当的选择光子偏振一方面可以“集中”的辐射特性的平面内轨道对探测器,另一方面使分波之间的干扰从不同的轨道“更建设性”。
2001-09-03 cond-mat.str-el
Reconstruction-induced trefoil knot Fermi contour of Au(111)
利用角分辨光电子能谱(ARPES)研究了Au(111)的人字形重构对类自由电子表面态色散的影响。虽然早期的ARPES调查只报告了一个轻微的相互作用的表面状态的色散和底层的重建,我们表明,单轴晶格畸变,从而改变了第一原子层的倒易晶格导致不同的表面状态色散周围的第一顺序倒易晶格点的三个域,创建一个恒定的能量表面类似三叶结。研究结果解决了长期存在的差异,一方面,重建引起的表面状态修改扫描隧道显微镜和第一性原理计算报告,另一方面,他们明显缺乏光电发射。
2016-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exotic Kondo crossover in a wide temperature region in the topological Kondo insulator SmB6 revealed by high-resolution ARPES
用高分辨ARPES研究了SmB_6的电子结构随温度的变化。我们证明了在电阻率饱和异常(~ 3.5 K)以下和以上的表面态的色散没有本质的区别。表面态的定量分析表明,准粒子散射率作为温度和结合能的函数线性增加,这不同于费米液体行为。最有趣的是,我们观察到d和f态之间的杂化在很宽的温度范围内(30 K < T < 110 K)逐渐建立。当杂化开始发展时,表面状态出现。我们详细的温度依赖性的结果给出了一个完整的解释奇异的电阻率结果的SmB 6,以及实验结果之间的差异有关的温度区域中出现的拓扑表面状态和近藤间隙打开,并提供了新的见解奇异近藤交叉及其与拓扑表面状态的拓扑近藤绝缘体SmB 6。
2014-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Influence of the Third Dimension of Quasi-Two-Dimensional Cuprate Superconductors on Angle-Resolved Photoemission Spectra
角分辨光电子能谱(ARPES)在分析严格的二维(2D)材料时表现出显着的简化,但即使是最各向异性的物理系统也显示出一些残余的三维性。在这里,我们演示了如何第三个维度体现在准二维材料的ARPES光谱考虑的例子,铜酸盐铋$_2$锶$_2$钙铜$_2$ O $_{8}$(Bi 2212)。胞间,层间跳跃,这是负责$k_z$色散的频带,被发现诱导一个不可约的扩大的ARPES线的形状与特征依赖于面内动量$k_\parallel$。我们的研究表明,ARPES线型可以提供一个直接的光谱窗口,通过检测这种新的增宽机制,建立在材料中的相干c轴电导率的存在,并承担通过ARPES实验在新材料中的2D到3D交叉和赝能隙和条纹物理的理解。
2004-07-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Angle-resolved photoemission spectroscopy of perovskite-type transition-metal oxides and their analyses using tight-binding band structure
由于大量高质量的单晶体和外延薄膜的出现,对具有三维钙钛矿结构的过渡金属氧化物进行角分辨光电子能谱(ARPES)测量已成为可能。在这篇文章中,我们回顾了最近的实验结果和解释ARPES数据使用经验紧束缚能带结构计算。给出了SrVO $_3$(SVO)块状单晶、La $_{1-x}$ Sr $_x$ FeO $_3$(LSFO)和La $_{1-x}$ Sr $_x$ MnO $_3$(LSMO)薄膜的结果。在SVO的情况下,从比较的实验结果与计算的表面电子结构,我们得出的结论是,得到的能带色散反映了体电子结构。在G-型反铁磁态和铁磁态的假设下,分析了LSFO和LSMO的实验能带结构。我们还证明了垂直于晶体表面的电子动量的固有不确定性是重要的三维材料的ARPES结果的解释。
2006-03-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phonon-Dressed Two-Dimensional Carriers on the ZnO Surface
利用角分辨光电子能谱学(ARPES)研究了氢在ZnO(10 $\bar{1}$ 0)表面吸附形成的二维金属态.所观察到的金属状态的特征在于在费米能级以下的峰-谷-峰结构和延伸到600毫电子伏的结合能的长尾结构。峰和驼峰位置分开约70 meV,接近纵向光学(LO)声子的激发能的值。基于二维电子-声子耦合的谱函数很好地再现了金属态的ARPES强度分布。这种光谱分析表明,在ZnO表面积累的2D电子与LO声子耦合,并且这种耦合是异常长尾的起源。我们的结果表明,在ZnO表面的二维电子被描述为电子液体模型。
2016-08-23 cond-mat.str-el
Nature of the current-induced insulator-to-metal transition in Ca$_2$RuO$_4$ as revealed by transport-ARPES
本文利用输运-ARPES结合DMFT计算,揭示了Ca$_2$RuO$_4$电流诱导绝缘体-金属转变中Mott能隙减小和沿$b$轴Ru能带色散改变,证明电流诱导相在电子结构上不同于高温金属相。
2024-07-06 cond-mat.str-el
Transport properties of the parent LaNiO2
在这里,我们研究的镍酸盐化合物,即LaNiO 2的输运性质使用密度泛函理论(DFT)结合动力学平均场论(DMFT)。一个相互作用的多轨道自旋分辨方案LaNiO 2产生一个金属基态与铁磁相关。后者与先前报道的反铁磁顺序相反。即使在大的相互作用能的值的金属行为持续。角分辨光电子能谱(ARPES)数据提供了对金属态的进一步支持。
2021-06-01 cond-mat.str-el
Weak Electronic Correlations Observed in Magnetic Weyl Semimetal Mn$_3$Ge
本文结合ARPES与DFT计算研究磁性外尔半金属Mn$_3$Ge的电子结构,证实其金属性并识别Mn $3d$轨道主导贡献,发现其电子关联弱于Mn$_3$Sn。
2023-12-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Low-energy renormalization of the electron dispersion of high-T$_c$ superconductors
高分辨率的ARPES研究在铜氧化物中检测到低能量的变化,在低温下,特别是在超导状态下的准粒子的分散和吸收。基于一个新的1/N展开的t-J-Holstein模型,其中包括集体反铁磁波动已经在领先的顺序,我们认为,所观察到的低能结构主要是由声子,而不是由自旋波动,至少,在最佳和过掺杂制度。
2001-03-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tunable VUV laser based spectrometer for Angle Resolved Photoemission Spectroscopy (ARPES)
我们研制了一台以可调谐真空紫外激光器为光子源的角分辨光电子能谱仪。光子源是基于四次谐波产生的近红外光束从钛:蓝宝石激光器泵浦的连续绿光激光器和可调谐之间的5.3和7 eV。最重要的部分是一个紧凑的,真空封闭的四次谐波发生器的基础上KBBF晶体,生长在美国的水热。该光源可以提供超过10^14光子/秒的光子通量。我们证明,这个能量范围是足够的铁砷高温超导体,这是以前只可能在同步加速器设施的kz色散测量。
2014-01-21 cond-mat.str-el physics.optics
Antinodal kink in the band dispersion of electron-doped cuprate ${\rm La}_{2-x}{\rm Ce}_x{\rm CuO}_{4\pmδ}$
角分辨光电子能谱(ARPES)测量建立了高$T_{\rm c}$铜氧化物超导体的能带色散的扭结现象。然而,在实验上对电子掺杂铜氧化物中的扭折现象还缺乏系统的研究。我们在从0.05到0.23的宽电子掺杂($n$)范围内对${\rm La}_{2-x}{\rm Ce}_x{\rm CuO}_{4\pmδ}$(LCCO)薄膜进行$in$ - $situ$ ARPES测量。虽然节点扭结是几乎不可见的,一个约45毫电子伏的反结扭结,生存高于200 K,观察到$n\sim0.05-0.19$,其位置是大致独立的掺杂。事实上,在高温下和在高度过掺杂的区域中观察到的反节扭结有利于声子机制,其贡献来自Cu-O键拉伸模式和面外氧屈曲模式。我们的结果还表明,LCCO的反结扭结只是弱耦合到其超导电性。
2021-10-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
An ARPES Study of the Electronic Structure of the Quantum Spin Liquid EtMe3Sb[Pd(dmit)2]2
用角分辨光电子能谱研究了一种量子自旋液体化合物EtMe_3Sb [Pd(dmit)_2]_2以及另外两种Pd(dmit)_2盐在价键固态和反铁磁态下的电子结构.我们已经解决了几个带,具有可忽略的色散和适合的计算能级的一个孤立的[Pd(dmit)2]2二聚体。EtMe 3Sb [Pd(dmit)2]2是一种莫特绝缘体,其较低的Hubbard带被识别,并且在该带和化学势之间存在~ 50 meV的小间隙。此外,光谱特征表现出极宽线宽的极化行为。与现有的理论相比,我们的研究结果表明,强电子玻色子相互作用,以及较小的跳跃和现场库仑相互作用项必须考虑一个现实的有机量子自旋液体系统,如Pd(dmit)2盐的建模。
2013-04-05 cond-mat.str-el
Probing the reconstructed Fermi surface of antiferromagnetic BaFe$_2$As$_2$ in one domain
利用角分辨光电子能谱(ARPES)研究了铁基超导体的原型母体化合物BaFe $_2$ As $_2$的电子结构。我们的高分辨率测量的机械应变的应用程序解孪晶的样品揭示了一个高度各向异性的三维费米表面在低温磁相。通过比较所观察到的色散与从头计算,我们认为,总体上它是磁性,而不是轨道排序,这是占主导地位的效果,重建整个Fe 3d带宽的电子结构。最后,我们直接从一个域内测量带色散,而不施加应变的样品,通过使用亚微米聚焦束斑的纳米ARPES仪器。
2019-02-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Polaronic metal in lightly doped high-Tc cuprates
本文采用角分辨光电子能谱(ARPES)和量子蒙特卡罗模拟相结合的方法,提出了欠掺杂铜氧化物中一种新的极化子金属态。提出了一种近似方案来表示远离1/2填充的欠掺杂铜氧化物,用具有有效电子-声子相互作用(EPI)的单极化子的汉密尔顿来取代多体汉密尔顿,成功地解释了许多难题,例如节点和反节点方向之间的动量依赖性二分法,以及ARPES在欠掺杂区域的非常规掺杂依赖性。
2011-09-21 cond-mat.str-el
Analytical solutions to zeroth-order dispersion relations of a cylindrical metallic nanowire
用近似方法解析求解了圆柱形金属纳米线的零阶复色散关系。解析解对于色散关系中频率接近表面等离子体频率的部分是有效的。解析解可以很好地描述表面等离子体激元(SPP)的回弯,证实了回弯是由金属欧姆损耗引起的。本文还建议利用色散关系中的后弯点来测量金属欧姆损耗。
2011-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Energy-dependent scaling of incoherent spectral weight and the origin of the waterfalls in high-Tc cuprates
凝聚态系统中的奇异物理现象,如铜氧化物的高温超导,是由于元激发及其相互作用的性质。角分辨光电子能谱(ARPES)揭示的电子状态的分散提供了一个机会来理解这些激发。最近,在铜酸盐的色散中出现了“高能异常”或“瀑布状”特征,并从理论上进行了研究。目前大多数观点认为这是在特定的高能尺度(例如~ 0.3eV)下的多体效应的结果,尽管也有其他观点认为这是一种人为的效应。在这里,我们报告了一个系统的ARPES研究的“高能量异常”的Bi 2212样品在多个布里渊区和各种各样的ARPES矩阵元素。我们发现,在高结合能的电子光谱函数的非相干权重是密切相关的色散相干权重的能量通过一个意想不到的,但简单的关系,没有特殊的能量尺度。这种行为与强k依赖矩阵元素效应相一致,导致了大量研究的“瀑布”行为。
2009-10-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Probing the Low-Energy Electronic Structure of Complex Systems by ARPES
角分辨光电子能谱(ARPES)是研究固体电子结构最直接的方法之一。通过测量从用足够高能量的辐射照射的样品光发射的电子的动能和角分布,可以获得关于在材料内部传播的电子的能量和动量的信息。这对于阐明固体的电子、磁性和化学结构之间的联系是至关重要的,特别是对于那些不能在独立粒子图像中适当描述的复杂系统。在过去的十年中,这种技术及其应用取得了重大进展,从而迎来了一个新的时代,在光电子能谱学;今天,ARPES实验与2毫电子伏的能量分辨率和0.2度角分辨率是一个现实,甚至对固体上的光电发射。在本文中,我们将审查的基本原理的技术,并提出一些说明性的实验结果;我们将展示ARPES如何探测固体的动量相关电子结构,提供有关能带色散和费米面的详细信息,以及可能深刻影响单电子激发谱的多体相关性的强度和性质,反过来,确定宏观物理性质。
2003-07-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Surface electronic structure of a topological Kondo insulator candidate SmB6: insights from high-resolution ARPES
近藤绝缘体SmB 6具有低温(T <10 K)输运异常,最近作为一种新的拓扑绝缘体候选者引起了人们的关注。结合低温和高能量动量分辨率的激光ARPES技术,我们首次探测到的异常导电制度的表面电子结构。我们观察到,体带表现出近藤间隙为14 meV,并确定在该材料的(001)-表面上的费米能级的4 meV窗口内的间隙内的低洼状态。发现低能级形成类电子费米表面口袋,包围表面布里渊区的X和伽马点。当温度升高到15 K以上时,这些状态消失,这与SmB 6中的2D电导通道完全消失相对应。虽然在没有自旋(自旋纹理)测量的情况下不能确定间隙金属态的拓扑性质,但在输运异常温度范围(T <10 K)中进行的体测量和表面测量与第一原理预测的该材料中拓扑近藤绝缘体相的费米表面行为一致。
2013-06-19 cond-mat.str-el
Controlling the self-doping of YBa2C3O7-d polar surfaces: From Fermi surface to nodal Fermi arcs by ARPES
YBa_2Cu_3 O_(6.5)正常态电阻率量子振荡的发现首次证明了欠掺杂铜酸盐中费米面(FS)口袋的存在。然而,口袋的电子与空穴的字符,并在封闭FS轮廓的解释,是相当大的辩论的主题。角分辨光电子能谱(ARPES)具有探测电子色散和FS的能力,非常适合解决这个问题。遗憾的是,YBa_2C_3O_(7-d)(YBCO)的ARPES研究受到技术表面灵敏度的限制。在这里,我们表明,这源于极性和相应的自掺杂的YBCO表面。通过在解理表面上原位沉积钾原子,我们能够连续地将单个样品的掺杂从重度过掺杂调整到欠掺杂状态。这揭示了在欠掺杂的YBCO 6.5中,正常金属样FS逐渐崩溃成四个断开的节FS弧,或者可能进入空穴而不是电子口袋。
2008-01-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
High energy kink in the dispersion of a hole in an antiferromagnet -- double-occupancy effects on electronic excitations
研究了哈伯德模型反铁磁态中空穴谱函数沿Gamma-(pi,pi)截断的演化.扭结在计算的空穴色散,尖锐的光谱重量转移的分支之间,和急剧抑制的相干光谱重量附近的k=(0,0),最近观察到的高分辨率ARPES研究的铜酸盐反铁磁体,被证明是强烈增强有限U双占位效应。与先前在高分辨率中子散射研究中观察到的异常自旋波色散一起,本研究进一步证明了哈伯德模型对铜酸盐反铁磁体中磁激发和电子激发的统一描述。
2007-07-16 cond-mat.str-el
Spectroscopic signatures of spin-charge separation in the quasi-one-dimensional organic conductor TTF-TCNQ
用角分辨光电子能谱学(ARPES)研究了准一维有机导体TTF-TCNQ的电子结构。实验光谱显示显着的差异带理论。我们证明,所测量的色散可以一致地映射到一维哈伯德模型在有限掺杂。这种解释进一步支持了显着转移的光谱重量作为温度的函数。因此,ARPES数据显示的导带宽度的能量尺度上的自旋-电荷分离的光谱签名。
2002-01-30 cond-mat.str-el
Appearance of Universal Metallic Dispersion in a Doped Mott Insulator
我们研究了在$x=0.03-0.30$的宽掺杂范围内$_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$(LSCO)中的色散重整化$Z_{disp}$,结合能可达几百meV。强相关效应以这样一种方式共同作用,即系统呈现出LDA样色散,当接近莫特绝缘体时,这种色散基本上“解包”($Z_{disp}\to 1$)。我们的发现,莫特绝缘体包含“新生”或“预制”的金属态与消失的光谱重量提供了一个挑战,现有的理论方案的铜酸盐。
2008-09-13 cond-mat.str-el
Observation of Dirac Cone Band Dispersion in FeSe Thin Films by Photoemission Spectroscopy
用角分辨光电子能谱(ARPES)研究了生长在SrTiO 3衬底上的FeSe薄膜的电子结构。我们揭示了厚度大于1个晶胞的FeSe薄膜在相变温度以下存在狄拉克锥带色散,其顶点位于费米能级以下-10 meV处.系统地研究了FeSe薄膜的狄拉克锥电子结构随温度、厚度和Co掺杂的变化。狄拉克锥与向列性共存,当向列性被抑制时,狄拉克锥消失。我们的研究结果提供了一些迹象表明,自旋自由度可能发挥某种作用的向列性的FeSe。
2015-08-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con