Revealing the site selective local electronic structure of Co$_{3}$O$_{4}$ using $2p3d$ resonant inelastic X-ray scattering
Ru-Pan Wang, Meng-Jie Huang, Atsushi Hariki, Jun Okamoto, Hsiao-Yu Huang, Amol Singh, Di-Jing Huang, Peter Nagel, Stefan Schuppler, Ties Haarman, Boyang Liu, Frank M. F. de Groot
本文用Co $2p3d$共振非弹性X射线散射（RIXS）研究了混合价氧化物Co $_3$ O $_4$。通过在Co $^{2+}$和Co $^{3+}$离子上设置共振边，选择性地探测了两个Co位上的$dd$激发，提供了Co $_3$ O $_4$的局部电子结构的详细信息. $2p3d$ RIXS结果显示四面体Co $^{2+}$位点的$^4$ T $_{2}$激发态在0.5 eV处，超出光学吸收光谱的辨别能力。此外，在1.3 eV处激发态的$^3$ T $_{2g}$被唯一地鉴定为八面体Co $^{3+}$位点。在多重态模拟的指导下，确定Co $^{2+}$和Co $^{3+}$的基态特征分别为高自旋$^4$ A $_{2}$（T $_d$）和低自旋$^1$ A $_{1g}$（O $_h$）.这表明Co $^{2+}$位在低温下是Co $_3$ O $_4$中的磁活性位。配体-金属电荷转移分析表明，在Co $^{3+}$位点处Co和O离子之间形成强共价键，而Co $^{2+}$是离子型的。
英文摘要：
We investigate mixed-valence oxide Co$_3$O$_4$ using Co $2p3d$ resonant inelastic X-ray scattering (RIXS). By setting resonant edges at Co$^{2+}$ and Co$^{3+}$ ions, the $dd$ excitations on the two Co sites are probed selectively, providing detailed information on the local electronic structure of Co$_3$O$_4$. The $2p3d$ RIXS result reveals the $^4$T$_{2}$ excited state of tetrahedral Co$^{2+}$ site at 0.5 eV beyond the discriminative power of optical absorption spectroscopies. Additionally, the $^3$T$_{2g}$ excited stated at 1.3 eV is uniquely identified for the octahedral Co$^{3+}$ site. Guided by cluster multiplet simulations, the ground-state character of the Co$^{2+}$ and Co$^{3+}$ site is determined to be high-spin $^4$A$_{2}$(T$_d$) and low-spin $^1$A$_{1g}$(O$_h$), respectively. This indicates that only the Co$^{2+}$ site is magnetically active site at low-temperatures in Co$_3$O$_4$. The ligand-to-metal charge transfer analysis suggests a formation of a strong covalent bonding between Co and O ions at the Co$^{3+}$ site, while Co$^{2+}$ is rather ionic.
Degenerate Soft Modes and Selective Condensation in BaAl$_2$O$_4$ via Inelastic X-ray Scattering
Co-Creation Institute for Advanced Materials, Shimane University（岛根大学先进材料协同创造研究所）；Department of Materials Science, Osaka Metropolitan University（大阪公立大学物质材料科学系）；Materials Dynamics Laboratory, RIKEN SPring-8 Center（RIKEN SPring-8中心材料动力学实验室）；Precision Spectroscopy Division, SPring-8/JASRI（SPring-8/JASRI精密光谱部）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA), National Instititue for Materials Science (NIMS)（国立材料科学研究所（NIMS）材料纳米构筑研究中心（MANA））
Selective Adsorption of a Supramolecular Structure on Flat and Stepped Gold Surfaces
卤代芳香分子在表面上聚集形成氢键和卤键。尽管这些系统已经在平坦的金属表面上进行了深入的研究，但高指数邻位表面仍然具有挑战性，因为它们可能会诱导复杂的吸附物结构。用van der Waals修正的密度泛函理论研究了2，6-二溴蒽醌（2，6-DBAQ）在平坦和台阶状金表面上的吸附.系统地研究了各种不同吸附构型的平衡几何构型和相应的吸附能。结果表明，桥位和台阶边缘是单分子在平坦和台阶表面上的首选吸附位点。范德华相互作用，卤素键和氢键的作用进行了探索的单层覆盖的2，6-DBAQ分子，揭示了分子的灵活性和分子间的相互作用稳定的平面和阶梯表面上的二维网络。我们的结果提供了一个合理的实验观察过渡金属的高指数邻位表面上的分子地毯。
Revealing Intrinsic Anisotropy of Collective Magnetic Excitations in Twinned Crystals of a Kitaev-Heisenberg Quantum Magnet
National High Magnetic Field Laboratory（国家强磁场实验室）；School of Physics, Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院物理学院）；Department of Physics, Florida State University（佛罗里达州立大学物理系）；Department of Physics and Astronomy, University of Tennessee（田纳西大学物理与天文学系）；Department of Physics and Center for Functional Materials, Wake Forest（维克森林大学物理系与功能材料中心）
Nano selective area growth of GaN by MOVPE on 4H-SiC using epitaxial graphene as a mask: towards integrated III-nitride / graphene / SiC electronics and optoelectronics
Selective faceting induced by Hexagonal Boron Nitride on curved Platinum substrate
Centro de Física de Materiales (CSIC-UPV-EHU)（材料物理中心）；Materials Physics Center (MPC)（材料物理中心）；Departamento de Física Aplicada I, Universidad del País Vasco UPV/EHU（巴斯克大学应用物理系）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；Department of Physics, University of Trieste（的里雅斯特大学物理系）；Department of Physics, BITS Pilani, Hyderabad Campus（比拉尼理工学院海德拉巴校区物理系）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Physikalische Chemie, Institut für Chemie und Biochemie, Freie Universität Berlin（柏林自由大学化学与生物化学研究所物理化学系）；Institute of Electrical Engineering, Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院电气工程学院）；CNR - Istituto Officina dei Materiali (IOM)（意大利国家研究委员会材料工坊研究所）
Revealing low-energy surfaces of multinary compounds by controlling surface coordination environments
National University of Singapore（新加坡国立大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）；University of Houston（休斯顿大学）；Texas Center for Superconductivity（德克萨斯超导中心）；University College London（伦敦大学学院）
A Helium-Surface Interaction Potential of Bi$_2$Te$_3$(111) from Ultrahigh-Resolution Spin-Echo Measurements
本文通过对选择性吸附共振谱的高分辨测量，确定了He $-$ Bi $_2$ Te $_3$（111）系统的原子-表面相互作用势。使用$^3$ He自旋回波光谱法获得实验测量。在初始的自由粒子模型分析之后，我们使用弹性紧耦合计算来获得三维势。然后根据实验数据集进一步细化三维势，从而产生完全再现实验数据的优化势。在此基础上，He $-$ Bi $_2$ Te $_3$（111）相互作用势可以用波纹Morse势来描述，其势阱深度为$D=(6.22\pm0.05)~\mathrm{meV}$，刚度为$κ=(0.92\pm0.01)~\mathrmÅ^{-1}$，表面电子态密度为晶格常数的$(9.6\pm0.2)$ %.改进的原子-表面相互作用势的不确定性也应该使非弹性密耦计算中的使用，以最终研究的温度依赖性和选择性吸附共振的线宽。
