Large-scale electronic-structure theory and nanoscale defects formed in cleavage process of silicon
几种方法被构造用于大规模电子结构计算。测试计算是用多达10^7个原子进行的。作为应用，本文采用分子动力学模拟研究了硅的解理过程。除了（111）-（2x 1）表面的基本形成过程外，我们还得到了纳米级缺陷，即台阶的形成和解理路径向最喜欢的（实验观察到的）平面的弯曲。这些结果与实验相一致。此外，模拟结果预测了一个明确的台阶结构的解理表面上，这显示了一个偏置依赖的STM图像。
2005-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Local electronic properties of single wall nanotube circuits measured by conducting-tip AFM
利用导电针尖原子力显微镜（AFM）测量了绝缘衬底上单壁碳纳米管（SWNT）电路的局域电子特性。当电压施加到针尖和AFM反馈用于定位针尖时，从针尖样品隧道电流形成的图像具有单管分辨率（直径接近1 nm），比同时获得的形貌AFM图像好一个数量级以上。通过找到尖端样品电流为零的点，可以测量电路内的电化学电势，同样具有纳米分辨率。这样的测量提供了令人信服的证据，表明束内的纳米管只有微弱的电子耦合。最后，AFM针尖被用作局部静电门，并且门控作用可以与单壁碳纳米管束样品的结构相关联。这种技术应该是有用的广泛的电路包含单壁碳纳米管和其他分子。
2000-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface buckling of phosphorene materials: determination, origin and influence on electronic structure
利用高空间分辨低能电子显微镜（LEEM）系统，利用表面灵敏动态微斑低能电子衍射（μLEED）分析技术，对磷烯晶体材料的表面结构进行了研究。研究了300 K下（\textit{i}）晶体解理的黑磷（BP）样品和573 K真空退火的（\textit{ii}）剥离的约10 nm厚的少层磷烯（FLP）样品。在这两个样品中，分别测量到0.22 μ m和0.30 μ m的显著表面屈曲，这比先前报道的大一个数量级。使用第一性原理计算，表面空位的存在不仅归因于BP和FLP中的表面屈曲，而且还归因于先前报道的磷烯材料的本征空穴掺杂。
2017-04-23 cond-mat.mtrl-sci
Low-temperature scanning tunneling microscopy of ring-like surface electronic structures around Co islands on InAs(110) surfaces
我们报告的实验观察，通过扫描隧道显微镜在低温下的环状特征，出现在周围的Co金属簇沉积在一个干净的（110）取向的表面上的劈开的p型InAs晶体。由于电流-电压依赖性中存在负微分电导，这些特征在负隧穿偏置电压的一定范围内的光谱图像中是可见的。介绍了一个理论模型，该模型考虑了小隧穿结区的非平衡效应。在这个模型的框架中的环状功能的外观解释在电子隧道之间的干扰效应直接和间接（通过一个Co岛）之间的尖端和InAs表面。
2007-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Crystal Structure and Chemistry of Topological Insulators
拓扑表面态是一种新的物质电子态，近年来在一些小带隙半导体晶体的解理表面上被观测到。使这些状态的潜在化学因素是晶体对称性，强自旋轨道耦合的存在，以及通常有助于价带和导带的体电子态的能量的反转。这篇评论的目的是简要介绍拓扑绝缘体的物理化学观众和描述的化学，缺陷化学，和晶体结构的化合物在这个新兴的领域。
2013-02-05 cond-mat.mtrl-sci
Kagome surface states and weak electronic correlation in vanadium-kagome metals
本研究利用角分辨光电子能谱和第一性原理计算，系统研究了RV6Sn6的电子结构，发现其存在弱电子关联，并观察到依赖于R元素的'W'形kagome表面态，为基于二维kagome晶格通过层间耦合调控电子态提供了新途径。
2023-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Novel electronic structures from anomalous stackings in NbS$_2$ and MoS$_2$
本文在NbS₂和MoS₂解理表面发现反常堆叠区域，包括少层3R、体相2Hc/3R共存及奇异4Ha堆叠，证明层间堆叠变化可产生新颖电子结构。
2024-06-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Development of a versatile micro-focused angle-resolved photoemission spectroscopy system with Kirkpatrick-Baez mirror optics
微聚焦束斑角分辨光电子能谱（micro-ARPES）是研究奇异量子材料电子态的有力工具。我们研制了一种基于同步辐射光束与Kirkpatrick-Baez反射镜光学系统聚焦的多功能微型ARPES系统。这些镜子整体安装在一个由五轴运动驱动的平台上，并且与ARPES测量系统振动分离。在Si上的Au光刻图案的空间映射表示在样品位置处的10 $μ$ m（水平）x 12 $μ$ m（垂直）的束斑尺寸，这非常适合于解析局部电子状态中的精细结构。利用微束和高精度的样品运动系统，使准确的空间分辨的能带结构映射，如通过观察与微小的样品弯曲附近的切割的拓扑绝缘体单晶的边缘的小带异常所证明的。
2022-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bulk crystal growth and electronic characterization of the 3D Dirac Semimetal Na3Bi
用熔融Na助熔剂生长出了具有大（001）面的高质量六角片状Na 3Bi晶体。通过低温扫描隧道显微镜（STM）和角度分辨光电子能谱（ARPES）分析新鲜切割的晶体，允许表征三维（3D）狄拉克半金属（TDS）行为和观察拓扑表面状态。朗道能级（LL）被观察到，能量-动量关系表现出线性色散关系，特征的3D TDS性质的Na 3Bi。在Na_3Bi晶体的输运测量中，首次观察到了线性磁电阻和Shubnikov-de Haas（SdH）量子振荡。
2015-02-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Surface Geometric and Electronic Structure of BaFe2As2(001)
BaFe 2As 2具有新发现的铁基高温超导体的母体化合物的特性。通过结合实空间成像的扫描隧道显微镜/光谱（STM/S）与动量空间定量低能电子衍射（LEED），我们已经确定了分裂的BaFe 2As 2晶体的表面平面作为终止的Fe-As层-超导电性发生的平面。在BaFe 2As 2（001）表面上的LEED和STM/S数据表明有序的砷（As）终止的金属表面没有重构或晶格畸变。令人惊讶的是，STM成像的是与正交结构相关的不同Fe-As轨道，而不是表面平面中的As原子。
2009-05-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
The electronic structure of the Na$_x$CoO$_2$ surface
表面效应可能在抑制Na $_x$ CoO $_2$ $(0.333 \le x \le 0.75)$上的$e_g'$费米表面口袋中起重要作用的想法经常被提出来解释LDA计算（在体相化合物上进行）和ARPES实验之间的差异，LDA计算发现$e_g$的空穴口袋存在，而ARPES实验没有观察到空穴口袋。由于ARPES是一种表面敏感技术，因此研究表面形成对Na $_{1/3}$ CoO $_2$电子结构的影响是很重要的，以便更准确地比较理论和实验。我们已经计算了能带结构和费米面的分裂Na $_{1/3}$ CoO $_2$和确定的表面非平凡影响的费米学相比，散装。此外，我们研究了可能的羟基污染和表面终止的可能性。我们的研究结果表明，表面形成和污染的影响相结合，可以解决ARPES实验和理论之间正在进行的争议。
2008-08-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Probing the local electronic structure of isovalent Bi atoms in InP
利用截面扫描隧道显微镜（X-STM）研究了等价Bi原子对InP电子结构的影响。我们映射的空间图案的Bi杂质状态，这起源于Bi原子的表面下的第六层，在地形，填充状态的X-STM图像上的自然$\{110\}$解理面。Bi杂质态具有高度各向异性的蝴蝶结状结构，并在几个晶格位置上延伸。这些Bi诱导的电荷再分布沿着$\left\langle 110\right\rangle$方向延伸，这定义了我们观察到的蝴蝶结状结构。局部紧束缚计算再现实验观察到的Bi杂质态的空间结构。此外，Bi原子对电子结构的影响进行了研究，在扫描隧道光谱测量。这些测量结果表明，Bi诱导的价带，这向更高的能量移动的带边的共振状态。这与第一性原理计算很好地一致。此外，我们表明，能量的位置的Bi诱导的共振和它的影响上的发病的价带边缘关键取决于位置的Bi原子相对于解理面。
2020-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Electronic Structure and Nodeless Superconducting Gap of $\mathrm{YBa_{2} Cu_{3} O_{7-δ} }$ Observed by Spatially-Resolved Laser-Based Angle Resolved Photoemission Spectroscopy
本文利用空间分辨激光ARPES首次在Y123超导体解理表面找到体态本征电子结构区域，观测其费米面和能带，并确定超导能隙无节点且符合d+is形式。
2023-11-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
In-situ angle-resolved photoemission spectroscopy of copper-oxide thin films synthesized by molecular beam epitaxy
角分辨光电子能谱（ARPES）是直接探测材料电子结构的关键动量分辨技术。然而，由于它是非常表面敏感的，它已被应用到一个相对较小的一组复杂的氧化物，可以很容易地在超高真空分裂。在这里，我们描述了一个新的多模块系统在布鲁克海文国家实验室（BNL），其中氧化物分子束外延（OMBE）与ARPES和光谱成像扫描隧道显微镜（SI-STM）模块互连。这种新的能力大大扩展了复合氧化物材料和人工异质结构的范围，这两种最强大和互补的技术可用于材料电子结构的研究。我们还提出了使用该系统获得的第一个实验结果-的电子能带结构的一个La $_{2-x}$ Sr $_x$ CuO $_4$（LSCO）的OMBE生长的薄膜的ARPES研究。
2018-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Valence Band Dispersion Measurements of Perovskite Single Crystal with Angle-resolved Photoemission Spectroscopy
利用角分辨光电子能谱（ARPES）和逆光电子能谱学（IPES）研究了超高真空（UHV）下解理的钙钛矿（CH_3 NH_3 PbBr_3）单晶的电子结构。观察到价带的高度可再现的色散特征，其关于布里渊区中心和边界具有良好的对称性。发现沿ΓX和ΓM方向的最大色散宽度分别为~0.73 eV和~0.98 eV。孔的有效质量估计为~0.59 m0。用原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）对表面质量进行了验证。用高分辨X射线光电子能谱学（XPS）研究了样品的元素组成。电子结构的实验结果与理论计算结果吻合较好。
2016-12-14 cond-mat.mtrl-sci
Bulk and surface electronic properties of SmB6: a hard x-ray photoelectron spectroscopy study
我们进行了体敏硬X射线光电子能谱学（HAXPES）测量原位解理和异位抛光SmB 6单晶。利用Sm 3d芯能级谱中的多重结构，我们可靠地确定了SmB_6体材料中Sm的价态在~5 K时接近2.55。随温度变化的测量表明，Sm的化合价在300 K时逐渐增加到2.64。从详细的线形分析中，我们可以清楚地观察到Sm 4f 6组态的J=0和J=1态在高温下都被占据.利用偏振依赖性，我们能够识别和提取的Sm 4f光谱权重的散装材料。最后，我们发现，非原位抛光的SmB 6单晶的氧化或化学损伤的表面区域是令人惊讶的薄，仅约1 nm。
2017-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical study of the role of the tip in enhancing the sensitivity of differential conductance tunneling spectroscopy on magnetic surfaces
基于自旋极化扫描隧道谱（SP-STS）的一个简单模型，研究了针尖磁化强度和电子结构对Fe（001）表面微分电导（dI/dV）隧道谱的影响。我们考虑到电子态的真空衰减的能量依赖性，尖端电子结构使用理想模型或基于从头计算电子结构计算。在STS方法中，地形和磁场的dI/dV的贡献可以清楚地区分和单独分析。我们的研究结果表明，STS对磁性样品的灵敏度可以调整，甚至通过选择适当的磁尖和偏置设置点增强，效果是由有效的自旋极化。
2011-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Observation of topological electronic structure in quasi-1D superconductor TaSe3
拓扑超导体（Topological Superconductors，TSCs）是近年来凝聚态物理研究的热点之一，它可以容纳Majorana束缚态，从而产生非阿贝尔统计，并在量子计算中有着重要的应用。迄今为止，只有少数化合物被提出作为本征TSC的候选物，例如掺杂的拓扑绝缘体CuxBi2Se3和铁基超导体FeTe 0.55Se 0.45。本文利用同步辐射和激光角分辨光电子能谱（ARPES）系统地研究了准一维超导体TaSe 3的电子结构，确定了其非平凡拓扑表面态。此外，我们的扫描隧道显微镜（STM）的研究揭示了一个干净的解理表面与持久的超导能隙，证明它适合进一步调查潜在的马约拉纳模式。这些结果证明TaSe 3是一种稳定且可剥离的化学计量比TSC候选物，因此为研究丰富的新现象和应用潜力提供了一个很好的平台。
2020-09-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Graphene adhesion on mica: Role of surface morphology
本文采用密度泛函理论（DFT）和考虑vdW相互作用（vdW-DF方法）的方法研究了石墨烯在白云母表面的粘附性和电子性质.我们发现，不规则的局部结构的分裂云母表面提供不同的机制云母-石墨烯结合。通过假设两个表面的电中性，结合主要是vdW性质，在室温下几乎不超过每个碳原子的热能。相反，如果钾原子不均匀地分布在云母上，则表面的不同区域引起石墨烯的$n$型或$p$型掺杂。反过来，在表面之间产生额外的相互作用，显著增加粘附力。对于每种情况，石墨烯的电子状态保持不变的粘附。然而，可以预期的是，由于电荷掺杂的不对称性，支撑在实际云母上的石墨烯的费米能级可以相对于狄拉克点移动。石墨烯和云母之间的距离为不同区域的表面的变化被发现是一致的，与最近的原子力显微镜实验。云母的相对平坦性和云母-石墨烯系统中不存在层间共价键合使得这一对成为实际应用的有希望的候选者。
2011-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Machine-Learning Force Fields Reveal Shallow Electronic States on Dynamic Halide Perovskite Surfaces
针对卤化物钙钛矿表面浅电子态在原子动力学中如何维持的问题，本研究用机器学习加速第一性原理计算，发现CsPbBr₃表面约70%的态为浅态，深态因原子动力学难以形成，揭示了其器件高性能的微观机制。
2025-05-19 cond-mat.mtrl-sci
An atomically thin oxide layer on the elemental superconductor Ta(001) surface
近年来，钽表面Ta（001）-p（3 $\times$ 3）-O的氧重构作为Majorana物理在吸附原子链中的潜在平台受到了广泛关注。使用扫描隧道显微镜和光谱学的实验研究发现，丰富的原子和电子结构已经为清洁的Ta（001）-O表面，我们在这里结合$ab~initio$方法。我们发现两个亚稳态的超结构在不同的地形图案的根，讨论其出现在退火过程中，并确定的电子性质。后者被确定为在正偏压下看到的对比度反转的唯一来源。观察到的效果基本上是连接到两个不同的氧状态出现在不同的几何形状的表面上。在模拟中通过引入氧空位发现了第二种超结构，这在五氧化二钽系统中也观察到了。此外，我们还研究了氧化表面上的电荷分布，并强调其对可极化原子和分子吸附过程的重要性。
2018-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopic Properties and STM Images of Carbon Nanotubes
我们提出了一个理论研究的局部环境中的碳纳米管的电子性质的作用：孤立的单壁和多壁纳米管，纳米管绳，管上支持的黄金和切割到有限的长度。与基板或与其他管的相互作用不会改变孤立管观察到的扫描隧道显微镜（STM）模式。拓扑缺陷（五边形/七边形对）和管帽的STM拓扑图像也进行了研究。在这两种情况下，所获得的图像取决于所施加电压的符号，并且可以根据先前的STM图像目录（由缺陷散射的电子波之间的干涉）来描述。我们还计算了具有不同手性和半径的孤立管的电子态密度，证实了DOS中的峰结构与纳米管直径之间的相关性，但是DOS中的金属平台也取决于纳米管手性。此外，导带和价带结构彼此不完全对称。与STM图像相反，与基底的相互作用确实改变了纳米管的能级。我们观察到周围的费米能级和扩大的孤立的单壁纳米管，可以用来提取有用的信息管的结构和键的尖锐的van Hove奇点的小赝隙的开放。STM和光谱研究的结合为解决碳和复合纳米管的电子和结构性质开辟了一种新技术。
1999-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structure and Superconducting Gap of HgBa$_2$Ca$_2$Cu$_3$O$_{8+δ}$ Revealed by Laser-Based Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所凝聚态物理国家实验室）；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）
本研究通过激光基ARPES揭示Hg1223的电子结构和超导能隙，发现其表面电子结构更接近欠掺杂铜氧化物。
2026-02-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Investigation of unconventional reconstruction and electronic properties on the Na2IrO3 surface
Na2IrO3是一种有趣的材料，其中自旋轨道耦合起着关键作用。理论预测，迄今未经证实，已作出的Na 2 IrO 3的表面应表现出明确的签名的量子自旋霍尔效应。我们用扫描隧道显微镜和密度泛函理论计算研究了Na2IrO3的表面。我们观察到原子级分辨率的表面和两种类型的终端具有不同的表面周期性和钠含量。通过比较偏置依赖的实验地形图像模拟图像，我们确定了详细的原子结构的两个观察到的表面。其中之一揭示了一个强烈的弛豫表面的Na原子从次表面区域两个原子层以下。这种戏剧性的结构变化在表面投下怀疑任何预测的表面性质的基础上，散装电子结构。事实上，使用空间分辨隧穿光谱，我们没有发现预测的量子自旋霍尔行为的迹象。
2014-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ab initio study of the two-dimensional metallic state at the surface of SrTiO3: importance of oxygen vacancies
受最近角分辨光电子能谱（ARPES）在SrTiO 3的（001）真空解理表面处观察到高度金属二维电子气（2DEG）以及随后关于氧空位对于这种状态出现的可能作用的讨论（参考文献1）的启发，采用密度泛函理论（DFT）对不同氧含量的SrTiO_3表面片层的电子结构进行了分析。我们发现一个显着的表面重建后，引入氧空位，我们表明，从表面局部氧空位产生的电荷-独立的氧浓度-重新分布在表面区域，并在几个层内迅速耗尽从表面表明形成的2DEG。我们讨论了从这些观察中出现的基本模型。
2012-08-16 cond-mat.mtrl-sci
A multi-scale approach to the electronic structure of doped semiconductor surfaces
半导体掺杂的全局效应的包含对第一原理模拟提出了独特的挑战，因为通常低浓度的掺杂剂使得显式处理变得棘手。在不显示长程能带弯曲的系统中，通过使用具有与体掺杂浓度匹配的分数核电荷的“伪原子”来提供令人满意的补救。然而，这本身并不总是足够的充电表面，其中的空间电荷区（SCR）的宽度往往超过现实的超级电池尺寸。克服这一困难的伪原子方法的一个概括依赖于在平板计算中引入人工高掺杂水平，结合多尺度静电能量校正。在这里，我们提出了一种替代技术，自然地扩展了伪原子的方法，同时绕过了计算与不切实际的高掺杂水平的需要。它是基于引入过量电荷，模仿来自SCR的自由载流子，以及模仿SCR相关场的固定反电荷片。通过施加电荷守恒和费米能级之间的平衡，半经典处理，和电子状态的板/表面，这是量子力学处理的自洽性。我们称之为CREST的方法-电荷库静电片技术-可以与标准电子结构代码一起使用。我们验证的方法，使用一个简单的紧束缚模型，它允许比较其结果与计算包含完整的SCR明确。然后，我们采用它与密度泛函理论，在那里它是用来获得洞察的电子结构的“干净解理”的Si（111）表面和它的屈曲（2 × 1）重建，在不同的掺杂密度。
2014-11-11 cond-mat.mtrl-sci
Structure and apparent topography of TiO2 (110) surfaces
我们提出了自洽从头计算的总能量和电子结构的计算化学计量和非化学计量的TiO 2（110）表面。扫描隧道显微镜（STM）的拓扑图模拟计算的局部电子态密度在一个能量窗口，适合于实验的正偏置条件。我们发现，在这些条件下的STM倾向于图像的配位不足的Ti原子，尽管物理突起的O原子，给出了一个明显的逆转的地形对比度的化学计量比1x1或缺失行2x1表面。我们还表明，STM图像的解释和表面能的直接比较有利于增加行结构的缺失行结构的缺氧2x1表面。
1997-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Conductivity of Dirac-like surface states in correlated honeycomb transition metal oxide Mott insulators
寻找具有新颖和不寻常电子特性的材料是凝聚态物理的核心，也是开发概念性新技术的基础。在这种背景下，相关的蜂窝过渡金属氧化物吸引了大量的关注，是一个可能的实验实现理论预测的磁性Kitaev交换和拓扑非平凡性的理论前景。Mott绝缘铱酸钠是这些材料中的典型，具有很好的前景，可以桥接具有拓扑结构的强关联系统，最终开辟一条通往具有奇异表面特性的宽带隙材料的道路。在这里，我们报告了对超高真空解理表面电子性质的深入研究，将输运测量与扫描隧道技术相结合，表明该材料中同时存在多个不同性质的导电通道。最重要的是，一个V形的状态密度和低的薄层电阻，尽管一个大的缺陷浓度，指向一个拓扑保护的表面导电性的贡献。通过将隧道过程中的电子态的可寻址性的问题，我们开发了一个框架，连接以前的实验结果以及理论考虑。
2020-05-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Micro-metric electronic patterning of a topological band structure using a photon beam
在理想的3D拓扑绝缘体（TI）中，由于存在位于表面上的金属态，本体是绝缘的，而表面是导电的;这些是拓扑表面态。具有精细调谐的体化学计量比的Bi $_{2-x}$ Sb $_{x}$ Te $_{3-y}$ Se $_{y}$的四元Bi基化合物由于其体绝缘特性而成为实现理想的3D TI行为的良好候选者。然而，尽管其绝缘体在传输实验中，Bi $_{2-x}$ Sb $_{x}$ Te $_{3-y}$ Se $_{y}$晶体的表面区域也表现出占据状态起源于体导带。这是由于吸附物引起的向下能带弯曲，这是从其他基于Bi的3D TI已知的现象。在这里，我们显示，使用角分辨光电子能谱，如何一个中等通量的EUV光束可以用来排除这些拓扑平凡的状态从费米能级的Bi $_{1.46}$ Sb $_{0.54}$ Te $_{1.7}$ Se $_{1.3}$单晶，从而重新建立系统的低电子态的纯拓扑特征。我们进一步证明，这个过程是高度本地化的性质，在这个大容量绝缘TI，从而能够在表面的空间能量景观的印记结构。我们说明了这一点，“写”微米大小的字母在狄拉克点能量的系统。
2015-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Atomic and electronic structure of monolayer graphene on 6H-SiC(000-1)(3 x 3) : a scanning tunneling microscopy study
本文利用扫描隧道显微镜（STM）和光谱学（STS）研究了6 H-SiC（000-1）（3x 3）（SiC（3x 3））表面重构的石墨烯单层岛的原子和电子结构。石墨烯晶格的取向从一个岛到另一个岛发生变化。在STM图像中，这种旋转无序产生了周期在nm范围内的各种超晶格。我们发现这些超晶格是莫尔图案（MP），我们将它们的表观高度与石墨烯/SiC（3x 3）界面处的堆叠相关联。STM图像中MP的对比度对应于石墨烯层的小地形调制。从STS测量中，我们发现，衬底表面呈现出1，5 eV的宽带隙，包括费米能级。该衬底表面带隙存在于石墨烯平面下方。隧道光谱在衬底表面间隙内的岛上是空间均匀的，这表明MP不影响石墨烯的低能电子结构。我们的结论是，SiC（3 × 3）重建有效地钝化了衬底表面，并且在其上生长的石墨烯层的性质应该与理想材料的性质相似。
2009-12-04 cond-mat.mtrl-sci
Revealing the chemical bonding in adatoms arrays via machine learning of 3D scanning tunneling spectroscopy data
表面吸附原子阵列为通过局域电子隧穿谱的变化探索化学键合机制提供了一个理想的场所。虽然这些信息在高光谱扫描隧道光谱数据中很容易获得，但由于缺乏合适的分析工具，其分析受到相当大的阻碍。在这里，我们开发了一个基于机器学习的工作流程相结合的空间域中的监督特征识别和能量域中的非监督聚类，以揭示Co3Sn2S2解理表面上吸附原子阵列中电子结构的结构依赖性变化的细节。这种方法，结合第一性原理计算，提供了洞察力，使用人工神经网络来检测吸附原子和分类的基础上，他们的本地邻居组成的其他吸附原子。这些结构分类的吸附原子进一步光谱去卷积。使用这种方法揭示了类似配置的吸附原子之间的电子结构的意想不到的不均匀性，这表明在Co3Sn2S2表面上没有单一的吸附原子种类，而是多种类型的吸附原子。吸附原子形貌的图像中的轻微对比度差异（或轻微尺寸变化）进一步支持了这一点。
2021-03-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Simulation of spin-polarized scanning tunneling microscopy on complex magnetic surfaces: Case of a Cr monolayer on Ag(111)
提出了一种基于原子叠加的第一性原理自旋极化扫描隧道显微镜（SP-STM）模拟方法。我们的方法提供了偏置依赖的STM图像在高空间分辨率，与使用恒定电流或恒定高度模式的STM的能力。此外，地形和磁性的贡献可以清楚地区分，这是直接比较的SP-STM实验的结果，在差分磁模式。所提出的方法的优点是，它是计算量小，它是易于并行化，它可以采用任何从头计算电子结构代码的结果。它的能力示出的原型挫六角形反铁磁系统，在非共线磁性$120^{\circ}$ Néel状态下的Ag（111）上的Cr单层。我们的证据表明，磁对比度是敏感的尖端电子结构，这种对比度可以被逆转取决于偏置电压。
2011-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Electronic band structure and surface states in Dirac semimetal LaAgSb$_{2}$
LaAgSb $_{2}$是一种具有电荷密度波（CDW）级的Dirac半金属。以前的ARPES结果表明在费米能级附近沿$Γ$ -M方向存在Dirac-cone结构[X. Shi等人，B 93，081105（R）（2016）]。本文利用角分辨光电子能谱（ARPES）和直接从头算方法以及紧束缚模型，对LaAgSb $_{2}$的电子能带结构进行了复分析。为了研究可能的表面态，我们对（001）表面进行了直接DFT计算和表面格林函数计算。表面态的外观，这强烈依赖于表面，点的结论，LaSb终止实现在解理晶体。此外，我们的计算预测的表面状态在$Γ$和$X$点被发现的ARPES。实验上还观察到由于晶体对称性而沿X-R和M-A路径存在的节线。计算结果还揭示了另一条波节线，它起源于自旋轨道耦合的消失，位于布里渊区边界的X-M-A-R平面上。此外，我们分析了沿$Γ$ -M路径的能带结构，以验证是否可以预期Dirac表面态。它们在该地区的出现未经证实。
2022-04-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unveiling a two-dimensional electron gas with universal subbands at the surface of SrTiO3
与作为传统电子学基础的硅类似，钛酸锶（SrTiO 3）是新兴氧化物电子学领域的基石。SrTiO 3是在氧化物界面处产生电子物质的奇异二维（2D）相的优选模板，表现出金属-绝缘体转变、超导性或大的负磁阻。然而，这些二维电子气（2DEG）的电子结构的物理性质仍然难以捉摸，尽管它的确定对于理解它们的显着特性至关重要。在这里，我们表明，使用角分辨光电子能谱（ARPES），有一个高度金属通用的2DEG在真空劈裂表面的SrTiO 3，独立的体载流子密度超过七十年，包括未掺杂的绝缘材料。这种二维电子气被限制在约5个晶胞的区域内，其面载流子密度为约0.35个电子/a^2（a是立方晶格参数）。我们揭示了一个显着的电子结构组成的多个子带的重和轻电子。该2DEG与基于SrTiO 3的异质结构和场效应晶体管中报道的那些的相似性表明，在SrTiO 3的表面处的不同形式的电子限制导致基本上相同的2DEG。我们的发现提供了一个模型系统的SrTiO 3基器件的电子结构的研究，和一个新的路线，以产生2DEGs在过渡金属氧化物的表面。
2010-09-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Surface geometry determined temperature-dependent band structure evolutions in organic halide perovskite single crystals
通过角分辨光电子能谱学（ARPES）研究发现，在不同温度下，CH 3 NH3 PbI 3的顶价带（VB）色散没有变化，而CH 3 NH3 PbBr 3的顶价带色散发生了相变，甚至出现了具有Rashba效应的顶VB分裂.结合低能电子衍射（LEED）、亚稳原子电子能谱（MAES）和密度泛函理论（DFT）计算，我们证实了在这两种钙钛矿单晶中观察到的不同的能带结构演化起源于解理的顶表面层，其中CH_3NH_3PbI_3和Pb ~-中CH_3NH_3 ~+-I的不同表面几何构型Br在CH_3NH_3PbBr_3中的存在导致了能带色散的变化和Rashba型分裂的出现。这些发现表明，应该仔细考虑有机卤化物钙钛矿中的顶表面层，以创建用于开发钙钛矿器件的功能界面。
2020-06-15 cond-mat.mtrl-sci
ARPES insights on the metallic states of YbB6(001): E(k) dispersion, temporal changes and spatial variation
本文报道了YbB $_{6}$（001）解理面的高分辨角分辨光电子能谱学（ARPES）研究结果。我们观察到两种类型的良好分辨的金属状态，其费米轮廓包围的时间反演不变动量的Yb $_{6}$（001）表面布里渊区，其完整的（E，$k$）色散关系可以测量完全从其余的电子结构的状态未掩蔽。虽然这些金属态的二维特征被证实缺乏面外色散，但在这些实验中揭示了两个新的方面。首先，这些状态不像在狄拉克点交叉的相反的线速度的两个分支，而是直接的抛物线，其终止于具有清晰带底的高结合能。第二，这些状态是敏感的YbB $_{6}$表面的时间依赖性的变化在真空条件下。这些来自解理YbB $_{6}$表面的数据也显示了电子结构的空间变化，加上这一事实，似乎一方面理想化YbB $_{6}$（001）晶体截断的理论预期与另一方面来自真实解理表面的ARPES数据之间几乎没有共同之处。
2014-11-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum Confinement and Electronic Structure at the Surface of van der Waals Ferroelectric α-In$_{2}$Se$_{3}$
本研究结合 ARPES、热电测量与 DFT 计算，发现真空解理的 2H α-In$_{2}$Se$_{3}$ 表面存在高金属性 2DEG，并确定其受限态、电子密度及 1.3 ± 0.1 eV 直接带隙。
2023-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Thickness dependent mechanical properties of soft ferromagnetic two-dimensional CoTe2
本研究通过实验与理论结合，揭示了二维CoTe2厚度依赖的力学、摩擦及磁性变化，凸显晶面作用，助力柔性电子与存储器件应用。
2023-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Why Scanning Tunneling Microscopy on Sr$_2$RuO$_4$ sometimes doesn't see the superconducting gap
针对Sr₂RuO₄的STM观测有时无法探测到超导能隙的问题，通过分析表面结构电子结构，发现去除RuO层抑制RuO₄八面体旋转可实现体相超导条件，并提出了可观测超导性的替代表面端接方案。
2024-05-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Intrinsic Quantum Clusters in Kagome Weyl Semimetal Co3Sn2S2
本研究利用多种显微与能谱技术，揭示了磁性Weyl半金属Co3Sn2S2表面内禀氧缺陷形成的量子团簇，阐明了其在不同表面端接下对电子态、对称性及磁响应的差异化调控机制，为关联与拓扑系统中的杂质驱动现象提供了可调谐研究平台。
2025-09-14 cond-mat.mtrl-sci
Native point defects and their implications for the Dirac point gap at MnBi$_2$Te$_4$(0001)
反铁磁拓扑绝缘体MnBi $_2$ Te $_4$表面的狄拉克点能隙是一个备受争议的问题。虽然早期的光电子能谱测量报告了与理论预测一致的大间隙，但其他实验发现MnBi $_2$ Te $_4$狄拉克锥的分裂非常小。在这里，我们研究了MnBi $_2$ Te $_4$（0001）的晶体结构和电子结构，使用扫描隧道显微镜/光谱（STM/S），微（$μ$）-激光角分辨光电子能谱（ARPES），和密度泛函理论（DFT）计算。我们的地形STM图像清楚地揭示了对应于点缺陷的功能，在表面的Te和表面下的Bi层，我们确定与STM模拟的帮助下，作为Bi $_\text{Te}$反位（Bi原子在Te网站）和Mn $_\text{Bi}$取代（Mn原子在Bi网站），分别。X射线衍射（XRD）实验进一步证明了阳离子（Mn-Bi）混合的存在。总之，这影响了Mn原子的分布，这不可避免地导致MnBi $_2$ Te $_4$磁结构与理想晶体结构预测的磁结构的偏差。我们的传输测量表明，这种偏离的程度因样品而异。ARPES/STS实验结果表明，对于不同的样品/样品劈裂，拓扑表面态的Dirac点能隙是不同的.我们的DFT表面电子结构的计算表明，由于占主导地位的本地化的拓扑表面状态附近的Bi层，Mn $_\text{Bi}$缺陷可以导致强烈的减少MnBi $_2$ Te $_4$狄拉克点间隙，最近证明的反平行对齐的Mn…
2021-09-03 cond-mat.mtrl-sci
