Indirect to direct gap crossover in two-dimensional InSe revealed by ARPES
III-VI后过渡金属硫属化物的原子薄膜（InSe和GaSe）形成一类有趣的二维半导体，其特征在于它们的带隙作为晶体中的层数的函数的强烈变化[1-4]，并且特别是对于InSe，早期预测的与体中的直接带隙的交叉[5，6]到弱间接带隙在单层和双层[7-11]。在这里，我们应用角度分辨光电子能谱与亚微米空间分辨率（$μ$ ARPES）可视化层依赖的价带结构的机械剥离晶体的InSe。我们发现，对于1层和2层InSe的价带顶远离$\mathbfΓ$ -点，形成一个间接的间隙，与导带边已知的是在$\mathbfΓ$ -点。相比之下，对于六层或更多层，带隙变得直接，与理论预测很好地吻合。高质量的单层和双层样品使我们能够在光致发光光谱中分辨出带边激子（A）和激子（B），激子（B）涉及一对更深的价带中的空穴，在$\mathbfΓ$处简并，分裂与$μ$ ARPES数据和DFT建模的结果一致。由于这两个价带之间的对称性差异，由A-激子发射的光应该主要垂直于二维晶体的平面偏振，我们已经验证了少层InSe晶体。
2019-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure of the candidate 2D Dirac semimetal SrMnSb2: a combined experimental and theoretical study
SrMnSb $_2$是一种磁性拓扑半金属。它包含正方形的2D Sb平面，具有非对称的晶体对称性，可以保护带交叉，提供了以稳定的块状（3D）晶体形式的准2D，稳健的狄拉克半金属的可能性。在这里，我们报告了SrMnSb $_2$的电子结构的综合和全面的实验和理论研究，包括第一ARPES数据对这种化合物。SrMnSb $_2$具有小的费米面，其起源于$k$ -空间中（0，$π$ /a）-点周围的高度2D、尖锐和线性色散的带（Y-态）。的ARPES费米面完全同意从体敏感的Shubnikov de Haas数据从相同的晶体，证明Y $-$状态负责的导电性在SrMnSb $_2$。DFT和紧束缚（TB）方法被用来模拟电子态，都表现出良好的协议与ARPES数据。尽管后者有很大的希望，但两种理论方法都表明Y-态在E $_F$以上是带隙的，这表明拓扑结构是平凡的。两种理论方法中的后续分析显示Berry相为零，表明SrMnSb $_2$中输运的非拓扑特征，这一结论得到了我们晶体量子振荡数据分析的支持。
2018-01-21 cond-mat.mtrl-sci 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
Crossover from 2D metal to 3D Dirac semimetal in metallic PtTe2 films with local Rashba effect
自从在块状晶体中发现第二类狄拉克费米子以来，具有三角结构的PtTe 2和PtSe 2引起了广泛的研究兴趣。从三维拓扑半金属到二维原子薄膜的电子结构演化是一个重要的科学问题。虽然已经报道了PtSe 2从体材料中的3D II型狄拉克半金属到单层（ML）膜中的2D半导体的转变，但到目前为止，原子级薄PtTe 2膜的电子结构的演变仍然未被探索。在这里，我们报告了一个系统的角度分辨光电子能谱（ARPES）的电子结构的高品质PtTe 2薄膜的分子束外延生长的厚度从2 ML至6 ML的研究。ARPES测量表明，PtTe 2膜仍然保持金属，甚至下降到2 ML的厚度，这是在形成鲜明对比的几层PtSe 2膜的半导体性质。此外，从二维金属到三维II型狄拉克半金属的过渡发生在4-6 ML的膜厚度。此外，Spin-ARPES测量揭示了螺旋自旋织构诱导的局部Rashba效应在体PtTe 2晶体，这表明类似的隐藏自旋也预计在一些单层PtTe 2薄膜。我们的工作揭示了从二维金属到三维拓扑半金属的转变，并为研究具有局部Rashba效应的金属二维薄膜提供了新的机会。
2019-06-14 cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit interaction effect in the electronic structure of \BiTe \ observed by angle-resolved photoemission spectroscopy
用角分辨光电子能谱（ARPES）研究了$p$型掺杂\BiTe的电子结构，实验证实了高热电优值的机理.我们的ARPES研究表明，带边位于$Γ$线的布里渊区，这提供了直接的观察，自旋-轨道相互作用是一个关键因素，以了解电子结构和相应的热电性能的\BiTe。连续的时间相关的ARPES测量也表明，在$\underlineΓ$点附近的电子交叉$_F$的类电子带形成后一个小时的分裂晶体。我们解释这些表面状态引起的表面能带弯曲，可能是由于五倍层间距离的变化\BiTe。
2008-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Emergent impervious band crossing in the bulk in topological nodal line semimetal ZrAs$_2$
本研究结合ARPES和DFT，实验证实了ZrAs$_2$中非辛对称性保护的节线及体态中不可穿越能带交叉，深化了对该拓扑节线半金属电子结构的理解。
2024-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Layer dependent band dispersion and correlations using tunable Soft X-ray ARPES
利用软X射线角分辨光电子能谱研究了镍的面内谱带色散随探测深度的变化。使用190和780 eV之间的光子能量有效地探测多达3-7层。结果表明，与已知的顶部1-2层色散相比，在3层或更多层中穿过费米能级的Delta_2少数自旋带的层相关的带色散使用紫外线获得。层的依赖性对应于交换分裂的增加值，并建议减少相关性的影响相比，在散装的表面。
2004-04-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Band alignment and interlayer hybridisation in transition metal dichalcogenide/hexagonal boron nitride heterostructures
在范德华异质结构中，层间能带的相对排列以及由此产生的能带杂化是决定一系列电子性质的关键因素。这项工作研究这些影响的异质结构的过渡金属二硫属化物（TMD）和六方氮化硼（hBN），一个无处不在的组合作为封装材料的hBN的作用。通过与实验的角度分辨光电子能谱（ARPES）的结果进行比较的密度泛函计算的结果，我们探讨的TMD和hBN层的价态之间的杂化，并表明，它引入了避免TMD和hBN带之间的交叉点，与umklapp过程打开“鬼”避免在个别频带的交叉点。MoSe $_2$ /hBN异质结构的DFT和ARPES谱之间的比较表明，与DFT相比，实验中MoSe $_2$和hBN的价带在能量上显著进一步分离。然后，我们表明，一种新的bandwidth运营商可以应用到hBN价态的DFT计算，校正的频带对齐，并使定量比较ARPES，解释避免交叉和其他功能的带可见性的ARPES光谱。
2022-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fermi surface and kink structures in Sr$_{4}$Ru$_{3}$O$_{10}$ revealed by synchrotron-based ARPES
利用同步辐射角分辨光电子能谱首次研究了巡游超磁体Sr $_{4}$ Ru $_{3}$ O $_{10}$的低能电子结构，包括费米面拓扑.定义良好的准粒子带色散与矩阵元素依赖于光子能量或光子偏振。解决了四个带穿过费米能级，产生四个费米面片，并确定其完整的地形，有效质量以及它们的电子和空穴的性质。这些数据揭示了在近费米能级带色散的扭结结构的存在下，与能量范围从30毫电子伏到69毫电子伏。与以前报道的拉曼光谱和晶格动力学计算的研究，数据表明，这些扭结起源于强的电子-声子耦合存在于Sr $_{4}$ Ru $_{3}$ O $_{10}$。考虑到Sr $_{4}$ Ru $_{3}$ O $_{10}$的扭结结构与Ruddlesden Popper结构双烯酸盐的其他三个成员的扭结结构相似，提出了Sr $_{n+1}$ Ru $_{n}$ O $_{3n+1}$化合物中电子与氧相关声子强耦合的可能普遍性.
2020-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Probing the shape of the Weyl Fermi surface of NbP using transverse electron focusing
本研究结合量子振荡与横向电子聚焦技术，精确测定了Weyl半金属NbP费米面的花生形横截面及Weyl点间距，并提取了体Weyl费米子的输运性质，展示了测量复杂费米面几何的新方法。
2024-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Electronic properties of topological insulator candidate CaAgAs
物质的拓扑相提供了观察许多奇异性质的机会，例如拓扑绝缘体中Dirac锥形式的二维拓扑表面态的存在，Weyl半金属中通过开放费米弧的手征输运等。然而，这些性质只能影响输运特性，因此只有当拓扑现象发生在费米能级附近时才有应用价值。CaAgAs是一个很有前途的候选物，其中从头计算预测在费米能级的线节点，包括自旋轨道耦合转化为拓扑绝缘体。本文采用角分辨光电子能谱（ARPES）、从头算和输运测量研究了CaAgAs的电子结构。ARPES结果表明，体价带在γ点处与费米能级相交，能带色散与从头算结果接近，费米能级移动了-0.5 eV。ARPES结果与我们的传输测量结果吻合得很好，显示出丰富的p型载流子。
2017-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Development of ultra-high efficiency soft X-ray angle-resolved photoemission spectroscopy equipped with deep prior-based denoising method
Japan Synchrotron Radiation Research Institute (JASRI)（日本同步辐射研究机构）；The University of Electro-Communications（电气通信大学）；Kumamoto University（熊本大学）
本文开发了一种超高效软X射线角度分辨光电子能谱仪，结合深度先验去噪方法，有效减少数据采集时间，提升信号噪声比，实现高精度能谱测量。
2026-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Separating the bulk and surface n- to p-type transition in the topological insulator GeBi(4-x)SbxTe7
我们确定的多层化合物GeBi 4 Te 7是一个拓扑绝缘体与独立的狄拉克点，略高于价带最大值，使用角分辨光电子能谱（ARPES）测量。自旋极化满足表面态的时间反演对称性，在自旋分辨ARPES中可见。对于增加锑含量的GeBi（4-x）SbxTe 7，我们观察到从n型到p型的过渡在体敏感塞贝克系数测量在掺杂x = 0.6。在表面敏感的ARPES测量中，观察到Sb掺杂的刚性能带位移，伴随着狄拉克点向费米能级的移动。在x = 0.8和x = 1之间，费米能级穿过带隙，改变表面输运状态。表面区域和体之间的n-到p-型过渡的这种差异是由带弯曲效应引起的，该带弯曲效应也是体和近表面区域中绝缘相不共存的原因。
2013-11-15 cond-mat.mtrl-sci
One-dimensionality of the spin-polarized surface conduction and valence bands of quasi-one-dimensional Bi chains on GaSb(110)-(2$\times$1)
利用传统的（单光子）和双光子角分辨光电子能谱学（ARPES）和理论计算，研究了Bi/GaSb（110）-（2 $\times$ 1）准一维（Q1 D）Bi链表面的表面电子结构及其费米能级上下的一维性（$E_{\rm F}$）. ARPES结果表明，Q1 D电子态是在投影体带隙。双光子ARPES的圆二色性和密度泛函理论计算表明，表面态的自旋和轨道极化与Rashba型SOI的巨大尺寸一致，来自重Bi原子的强烈贡献。在$E_{\rm F}$上方的表面导带形成了一个近似直的恒能轮廓，这表明它适合于进一步研究具有强SOI的一维电子系统。紧束缚模型计算成功地再现了表面能带色散，并预测了60- 100 K温度范围内可能的一维到二维交叉。
2020-06-03 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
Rhombic Fermi surfaces in a ferromagnetic MnGa thin film with perpendicular magnetic anisotropy
具有$L1_0$结构的Mn $_{1-x}$ Ga $_x$（MnGa）是具有强垂直磁晶各向异性的铁磁材料。虽然MnGa薄膜已经成功地外延生长，并研究了各种自旋电子器件，其电子结构的基本理解仍然缺乏。为了解决这个问题，我们研究了$L1_0$ -MnGa薄膜，使用角分辨光电子能谱（ARPES）。我们在$k_x$ - $k_y$平面上观察到一个大的菱形费米面与相邻的费米面重叠。的$k_z$依赖的能带结构表明，通过ARPES观察到的带色散来自由$\sqrt{2} \times \sqrt{2}$重建折叠的MnGa的三维能带结构。菱形费米面角上的能带色散形成了一个具有弱$k_z$依赖性的电子袋。从ARPES图像中估算了拐角附近穿过费米能级的能带的有效质量和迁移率。根据实验结果，讨论了MnGa基异质结中所观察到的能带结构与自旋相关性质之间的关系。
2022-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Topologically entangled Rashba-split Shockley states on the surface of grey arsenic
利用角分辨光电子能谱（ARPES）在灰砷（111）面上发现了一对自旋极化表面带。在被占据的一侧，这对电子类似于在贵金属表面上观察到的典型的近自由电子肖克利态。然而，泵浦-探测ARPES揭示了自旋极化对穿越体带隙，并且在$\barΓ$处的对交叉是拓扑不可避免的。第一性原理计算很好地再现了能带和它们的非平凡拓扑结构;计算还支持表面态是Shockley型的，因为它们是由晶场引起的能带反转引起的。这些结果为在As（111）上实现拓扑Shockley态提供了有力的证据。
2017-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Experimental Evidence of the Topological Surface States in Mg3Bi2 Films Grown by Molecular Beam Epitaxy
第二类节线半金属（NLS）是一种新的具有一维闭合环的量子态，该闭合环由两个带交叉而成，带的斜率沿环的径向方向相同。根据理论预测，Mg3 Bi 2是通过调节其自旋轨道耦合（SOC）来研究II型NLS的理想候选者。本文采用分子束外延（MBE）技术生长了高质量的Mg_3Bi_2薄膜。通过原位角分辨光电子能谱（ARPES），在γ点附近清晰地观察到一对表面共振带（SRB）。通过与第一性原理计算结果的比较，发现分子束外延生长的Mg3 Bi 2薄膜是Mg（1）封端的。在低磁场下，Mg3 Bi 2薄膜中出现了温度依赖的弱反局域化（WAL）效应，用Hikami-Larkin-Nagaoka（HLN）模型拟合得到了清晰的二维e-e散射特性。结合ARPES、磁输运测量和第一性原理计算，证明了Mg 3Bi 2是一种具有拓扑表面态TSS的半金属，为研究II型节线半金属的奇异特性和通过调控其SOC研究拓扑相变提供了一个理想的材料平台.
2019-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Hybridization between the ligand $p$ band and Fe-3$d$ orbitals in the p-type ferromagnetic semiconductor (Ga,Fe)Sb
(Ga由于其居里温度（$T_{\rm C}$）高于室温，因此，（Fe）Sb是一种用于实际自旋电子器件应用的有前途的铁磁半导体。然而，具有高$T_{\rm C}$的铁磁性的起源仍有待阐明。在这里，我们使用软x射线角分辨光电发射光谱法（SX-ARPES）研究的价带（VB）结构（Ga $_{0.95}$，Fe $_{0.05}$）Sb中含有Fe-3 $d$杂质带（IB），揭示了（Ga，Fe）Sb的铁磁性机制。（Ga $_{0.95}$，Fe $_{0.05}$）Sb的SX-ARPES观测结果与GaSb相似，表明Fe原子的掺杂对能带色散几乎没有影响。Fe-3 $d$共振ARPES谱表明Fe-3 $d$ IB穿过费米能级（$E_{\rm F}$）与GaSb的VB杂化。这些结果表明，（Ga $_{0.95}$，Fe $_{0.05}$）Sb的VB结构与基于磁性杂质定域3 $d$电子间双交换相互作用的IB模型一致.结果表明，（Ga，Fe）Sb的铁磁性是由Fe-3 $d$ IB与GaSb的配体$p$带杂化而形成的。
2020-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Scattering makes a difference in circular dichroic angle-resolved photoemission
Forschungszentrum Jülich GmbH（于利希研究中心）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Jagiellonian University（雅盖隆大学）；Johannes Gutenberg University Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学）
本文通过实验研究揭示圆二向角分辨光电子能谱在确定轨道角动量中的作用，分析了不同材料的电子结构及圆二向性对初始态自旋极化的研究潜力。
2024-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
In-plane orientation effects on the electronic structure, stability and Raman scattering of monolayer graphene on Ir(111)
我们采用角分辨光电子能谱（ARPES）研究了Ir（111）上外延单层石墨烯的两种旋转变体的电子结构。随着生长，更丰富的R 0变体几乎是电荷中性的，在费米能级附近的石墨烯和Ir带之间具有强杂交。石墨烯费米面及其复制品与Ir费米面中的Van Hove奇点完全重合。亚晶格对称性破缺在狄拉克交叉处引入了一个小的能隙诱导势，这是通过使用K原子对石墨烯进行n掺杂来揭示的。主带和复制带之间的能隙（源自石墨烯和Ir晶格之间的莫尔干涉图案）被示出为由于与Ir带的杂化而沿着微区边界是不均匀的。提出了一种电子介导的相互作用来解释R 0变体的稳定性。在平面内旋转30°的变体R30在生长时是p掺杂的，并且K掺杂显示在狄拉克交叉处没有带隙。在ARPES测量中没有发现复制带。R30变体的拉曼光谱表现出石墨烯的特征声子模式，而R 0光谱没有特征。这些结果表明，薄膜/基底的相互作用从化学吸附（R 0）转变为物理吸附（R30）与面内取向。最后，石墨烯覆盖的Ir的功函数低于清洁衬底，但高于石墨。
2010-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Observation of Dirac-like band dispersion in LaAgSb$_2$
我们提出了一个结合角度分辨光电子能谱（ARPES）和第一性原理计算研究的电子结构的LaAgSb $_2$在整个第一布里渊区。我们观察到一个Dirac-cone的费米能级附近的两个线性能带的交叉形成的结构，以及费米表面口袋出现的圆锥嵌套段。我们的ARPES结果显示了狄拉克锥的电荷密度波有序的密切关系，在这种材料中的奇异行为提供了一致的解释。
2016-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Establishing non-thermal regimes in pump-probe electron-relaxation dynamics
时间和角度分辨光电子能谱（TR-ARPES）可以在光激发下获得固体的电子结构，是研究电子和集体模式之间耦合的强大技术。一种推断电子-玻色子耦合的方法是通过光激发电子的弛豫动力学和能量重新分布的特征时间尺度。电子弛豫动力学的一个常见描述是通过有效电子温度。这样的描述要求热力学量是明确定义的，这一假设通常在早期延迟时被违反。此外，精确估计非热窗口-在该窗口内可能不适用有效的温度模型-是一项挑战。我们进行TR-ARPES石墨和表明，玻尔兹曼速率方程可以用来计算随时间变化的电子占据函数，并再现实验特性给出的非热电子占据。使用这个模型，我们定义了一个定量的措施，非热电子占领和使用它来定义不同阶段的电子弛豫的通量延迟相空间。更一般地，这种方法可以用于通知泵浦-探测实验中的非热-热交叉。
2020-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Complex spin texture of Dirac cones induced via spin-orbit proximity effect in graphene on metals
我们使用大规模的DFT计算，以前所未有的细节调查所谓的自旋-轨道（SO）邻近效应吸附在Pt（111）和Ni（111）/Au半无限表面上的石墨烯，先前通过自旋和角度分辨光电发射（SP-ARPES）实验研究。关键的发现是，由于与金属的带的杂交，狄拉克锥表现出意想不到的丰富的自旋纹理，包括面外，甚至径向面内自旋组件在（反）交叉，局部间隙开口和偏离线性发生。金属带的连续特征和与莫尔条纹相关的后折叠都增强了自旋织构，并引起了相当大的分裂，然而，这些分裂只在反交叉区域变得巨大（~100 meV）;也就是说，电子输运被抑制。在准线性区域，分裂带通常以不同的加宽分散，并且倾向于交叉，其磁化强度连续变化，以匹配上下间隙边缘处的磁化强度。结果，分裂和自旋方向都变得强烈依赖于k。对于自旋极化的G/Au/Ni（111）系统，SO以类似的方式表现出来，尽管在这里磁交换相互作用占主导地位，在$π$带中引起小的分裂（~10 meV），而SO主要在狄拉克锥中引入小的Rashba分裂，因为它们的磁化获得螺旋分量。虽然揭示这种复杂的自旋纹理似乎具有挑战性的实验方面，我们的研究结果提供了一个重要的参考，为未来的SP-ARPES测量类似的石墨烯为基础的系统广泛研究的应用在自旋电子学。
2018-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure in a rare-earth based nodal-line semimetal candidate PrSbTe
本研究利用ARPES、热力学测量和第一性原理计算揭示了稀土基节线半金属候选材料PrSbTe的电子结构，发现其具有沿XR方向的节线及菱形节面，并阐明了自旋轨道耦合在RESbTe族材料中的关键作用。
2025-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin- and time-resolved photoelectron spectroscopy and diffraction studies using time-of-flight momentum microscopes
本研究介绍自旋分辨型飞行时间动量显微镜技术，通过多光谱范围的多种材料实验验证其性能，证明该技术可实现多维度光电子探测，还可结合飞秒X射线脉冲开展超快测量。
2022-01-10 cond-mat.mtrl-sci
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
Dirac Dispersions and Fermi Surface Nesting in LaCuSb$_{2}$
本文利用ARPES技术与DFT计算研究了超导体LaCuSb$_{2}$的电子结构，观测到线性色散、节线及狄拉克交叉，并发现其费米面嵌套效应相比LaAgSb$_{2}$有所增强。
2024-04-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Distinct multiple fermionic states in a single topological metal
在最近引起人们兴趣的量子材料中，有拓扑狄拉克/外尔半金属，其中传导带和价带在倒易（k）空间中的点处接触，以及狄拉克三线半金属，其中这些带沿着k空间中的线或环接触。然而，在同一种材料中多个费米子相的共存还没有得到证实。利用角分辨光电子能谱（ARPES）和第一性原理电子结构计算，对金属拓扑量子材料Hf 2 Te 2 P进行了系统的研究。我们的研究发现了在单一狄拉克材料中罕见且从未观察到的各种性质。我们观察到弱和强拓扑表面态在同一材料中共存，有趣的是，在相同的动量位置。我们的第一性原理计算揭示了沿高对称方向的一维Dirac交叉{Dirac节点弧}，并得到了ARPES测量的证实.这种新的状态是与一个弱的拓扑绝缘体的表面带面内的时间反演不变性的保护。因此，三元化合物Hf 2 Te 2 P成为一个有趣的平台，以研究在一种材料中的多个费米子态的共存和竞争。
2017-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Elemental topological Dirac semimetal: α-Sn on InSb(111)
三维拓扑狄拉克半金属是研究奇异电子性质和拓扑相变的重要平台。TDS的一个典型特征是与费米能级附近的体电子态相关联的3D狄拉克费米子。利用角分辨光电子能谱（ARPES），我们在InSb（111）衬底上外延生长的α-Sn薄膜中观察到了这种体狄拉克锥，这是第一个以元素形式实现的TDS系统。第一性原理计算证实了外延应变是形成TDS相的关键。建立相图，其通过零间隙半金属相的奇点将3D TDS相连接到拓扑绝缘体（TI）相。随着膜厚度的减小，狄拉克锥的性质从3D跨越到2D。
2017-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure of a Si-containing topological Dirac semimetal CaAl2Si2
拓扑量子材料的发现掀起了一股热潮，各种各样的拓扑绝缘体和半金属已经被理论预测和实验观察到。然而，其中只有极少数含有电子工业中使用最广泛的元素硅。最近，三元化合物CaAl2Si2已被预测为拓扑狄拉克半金属，托管洛伦兹对称违反准粒子与强烈倾斜的锥形带色散。利用高分辨角分辨光电子能谱（ARPES）研究了CaAl2Si2的电子结构。沿着kz方向观察到一对拓扑狄拉克交叉，与从头计算结果吻合良好，证实了化合物的拓扑狄拉克半金属性质。我们的研究拓展了含硅化合物的拓扑材料家族，在实现低成本、无毒的拓扑量子态电子器件方面具有巨大的应用潜力。
2020-06-17 cond-mat.mtrl-sci
Quasi One Dimensional Dirac Electrons on the Surface of Ru$_2$Sn$_3$
利用ARPES方法研究了新型三维强拓扑绝缘体Ru $_2$ Sn $_3$的表面态.与目前已知的3D TI（其显示具有穿过表面布里渊区（SBZ）中的一个点的线性各向同性色散的二维狄拉克锥）相比，Ru $_2$ Sn $_3$上的表面状态是高度各向异性的，显示沿着某些高对称方向的几乎平坦的色散。这导致准一维（1D）狄拉克电子态在整个SBZ，我们认为是继承的Ru $_2$ Sn $_3$的体电子结构中的功能，其中体导带是高度各向异性的。与先前实验表征的TI不同，Ru $_2$ Sn $_3$的拓扑表面态是d-p带反转而不是s-p带反转的结果。所观测到的表面态在拓扑上等价于表面布里渊区的单个2D狄拉克锥
2014-05-02 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structure Examination on the Topological Properties of CaMnSb$_{2}$ by Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
我们进行了详细的高分辨率ARPES测量和能带结构计算，以研究的电子结构的CaMnSb $_{2}$。观察到的费米面主要由一个围绕$Γ$点的空穴袋和一个位于Y点的微小空穴袋组成。在$Γ$点附近的类空穴费米面上观察到沿$Γ$ -X方向的强谱权积累，表明沿费米面的态密度具有很强的各向异性.在Y点的小孔袋起源于各向异性的Dirac-like带与位于$\sim$ 10 meV以上的费米能级的线性带的交叉点。这些观测结果与能带结构的计算结果符合得很好。此外，我们观察到沿$Γ$ -Y线，不能占的能带结构计算的额外功能。我们的研究结果为理解和探索CaMnSb $_{2}$及相关材料的新性质提供了重要信息。
2021-05-02 cond-mat.mtrl-sci
Three-Dimensional Electronic Structure of type-II Weyl Semimetal WTe$_2$
通过结合体敏软X射线角分辨光电子能谱和精确的第一性原理计算，我们探讨了WTe $_2$，一个候选的II型外尔半金属具有大的非饱和磁电阻的体电子性质。尽管分层的几何形状表明一个二维的电子结构，我们发现一个三维的电子色散。我们报告了一个明显的带色散在相互方向垂直的层，这意味着电子也可以相干地旅行时，从一个层到另一个。测得的费米表面的特点是两个分离良好的电子和空穴口袋在任何一侧的$Γ$点，不同于以前的表面更敏感的ARPES实验，另外发现了一个显着的准粒子的重量在区域中心。此外，我们观察到一个显着的敏感性周围的费米能级的电子相关性和重正化由于自能效应，以前被忽视的第一性原理描述的WTe $_2$的体电子结构。
2017-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Low-dimensionality-induced tunable ferromagnetism in SrRuO$_3$ ultrathin films
Seoul National University（首尔国立大学）；Jeonbuk National University（全北国立大学）；Sungkyunkwan University（成均馆大学）
通过调控SrRuO$_3$超薄薄膜中的DOS，在相交叉点实现铁磁性的可调性，为可调量子材料的设计提供新路径。
2025-12-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Symmetry-selective quasiparticle scattering and electric field tunability of the ZrSiS surface electronic structure
本文利用准粒子干涉和STM针尖局域电场，首次在ZrSiS中观测到台阶边缘诱导的不同对称性本征值态间准粒子散射，并实现对其表面电子结构及浮带表面态的大幅电场调控。
2024-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring the topological surface state in ultrathin $α$-Sn (111) films
本文报道了在InSb（111）A衬底上生长的$α$ -Sn薄膜的电子结构。高分辨率的低光子能量角分辨光电发射（ARPES）允许直接观察存在于第二价带和导带之间的线性分散的二维拓扑表面态（TSS）。在厚度为10 nm的$α$ -Sn薄膜中，发现该TSS的狄拉克点比费米能级低200 meV，这使得在较薄的薄膜中可以观察到TSS的狄拉克点处的杂化能隙开口。准2D电子结构的交叉伴随着在布里渊区中心的完全能隙开放，与我们的密度泛函理论计算一致。我们进一步确定的厚度制度的$α$ -Sn薄膜中的TSS的杂化间隙共存的拓扑非平凡的电子结构，可以预期的存在下，一个一维螺旋边缘状态。
2019-12-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of Dirac state in half-Heusler material YPtBi
预测的非平凡拓扑电子状态托管的半赫斯勒化合物使他们成为发现新的物理和设备的主要候选人，因为他们窝藏各种电子基态，包括超导性，磁性和重费米子行为。利用角分辨光电子能谱（ARPES）研究了超导半赫斯勒化合物YPtBi的正常态电子性质。我们的数据揭示了狄拉克状态的存在下，在500毫电子伏以下的化学势的布里渊区的区域中心。我们观察到存在多个费米表面口袋，包括两个同心六边形和六个半椭圆形口袋在伽玛和K点的布里渊区，分别。此外，我们的测量显示Rashba分裂带和多个表面态跨越化学势，这是由第一性原理计算支持。我们在YPtBi中发现的狄拉克态在建立半Heusler化合物作为新的拓扑相的新的潜在平台并探索其与超导性的联系方面发挥了重要作用。
2018-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of a topologically non-trivial surface state in half-Heusler PtLuSb (001) thin films
拓扑绝缘体（TI）是一种具有体带隙和受保护的交叉带隙表面态的材料，在Bi2Se3等化合物中的发现引起了人们对识别其他类型材料中拓扑表面态（TSS）的兴趣。特别是，最近的理论计算表明，TSS可能会发现在半Heusler三元化合物。如果实验上可行，这将为全新的异质结构自旋电子器件提供一个材料平台，该器件利用了Heusler化合物的结构相同但电子变化的性质。在这里，我们表明存在的TSS在外延生长的薄膜的半Heusler化合物PtLuSb。自旋和角度分辨光电子能谱（ARPES），辅以理论计算，揭示了线性色散和螺旋切向自旋纹理与以前的预测一致的表面状态。TI行为的实验验证是建立半Heusler化合物作为未来自旋电子器件的可行材料系统的重要一步。
2015-11-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
CsV$_3$Sb$_5$: a $\mathbb{Z}_2$ topological kagome metal with a superconducting ground state
最近发现，与其姊妹化合物KV $_3$ Sb $_5$和RbV $_3$ Sb $_5$一起，CsV $_3$ Sb $_5$结晶具有由碱金属离子分隔的钒和锑烯层的理想可果美网络。本文介绍了$_3$ $_5$的电子性质，证明了具有T $_{c} = 2.5$ K的单晶体超导性。通过角分辨光电子能谱（ARPES）和密度泛函理论（DFT）研究了CsV $_3$ Sb $_5$的正常态电子结构，将CsV $_3$ Sb $_5$归类为$\mathbb{Z}_2$拓扑金属.多个受保护的狄拉克交叉预测在接近费米能级（$E_F$），正常状态的相关效应的签名也建议由高温电荷密度波状不稳定性。在这种材料中的非常规超导性的形成的影响进行了讨论。
2020-11-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
