ZnO(000)表面的同步辐射角分辨光电子能谱研究 被引量：3

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作者 徐彭寿 武煜宇 +3 位作者 邹崇文 孙柏 袁洪涛 杜小龙 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期560-564,共5页

利用同步辐射角分辨光电子能谱(angle-resolved photoeletron spectroscopy,ARPES)并结合全势缀加平面波(full potential linearized augmented plane waves,FPLAPW)理论计算方法研究了ZnO(000)表面的价带电子结构及能带色散.通过垂... 利用同步辐射角分辨光电子能谱(angle-resolved photoeletron spectroscopy,ARPES)并结合全势缀加平面波(full potential linearized augmented plane waves,FPLAPW)理论计算方法研究了ZnO(000)表面的价带电子结构及能带色散.通过垂直出射的ARPES得到ZnO体态沿ΓA方向的能带结构并确定了两个表面态,实验结果与理论计算结果较为一致.利用非垂直出射的ARPES得到这两个表面态沿ΓKM方向的二维能带色散. 展开更多

关键词 ZnO(0001^-) 同步辐射 角分辨光电子能谱 全势缀加平面波 能带结构

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角分辨光电子能谱技术及其应用进展 被引量：2

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作者 李拥华 徐彭寿 +1 位作者 徐法强 潘海斌 《物理学进展》 CSCD 北大核心 2002年第3期312-332,共21页

角分辨光电子能谱 (ARPES)是研究晶体表面电子结构 ,如能带 ,费米面 ,以及多体相互作用的重要工具。本文概述了光电子激发的一般过程和单粒子近似下的理论模型。详细讨论了角分辨光电子能谱的能带勾画 (EnergyBandMapping)和费米面成像 ... 角分辨光电子能谱 (ARPES)是研究晶体表面电子结构 ,如能带 ,费米面 ,以及多体相互作用的重要工具。本文概述了光电子激发的一般过程和单粒子近似下的理论模型。详细讨论了角分辨光电子能谱的能带勾画 (EnergyBandMapping)和费米面成像 (FermiSurfaceMapping)技术 ,以及高分辨下的角分辨光电子能谱在强相关体系研究中的应用。文章最后简单介绍了当前角分辨光电子能谱研究的新进展 ,如研究宽禁带半导体材料的表面电子结构 ,有机功能材料与金属的界面 ,金属超薄膜中的量子阱态 。 展开更多

关键词 角分辨光电子能谱 能带 费米面 多体相互作用 电子结构 表面 同步辐射 能谱仪

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高温超导体角分辨光电子能谱研究及新进展 被引量：2

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作者 刘国东 《物理学进展》 CSCD 北大核心 2004年第2期163-194,共32页

　本文较详细地评述了高温超导体角分辨光电子能谱研究的所有主要方面的成就及最新进展。所涉及的主题有:角分辨光电子能谱基础知识,费米面的角分辨光电子能谱研究,超导能隙及对称性研究,赝能隙问题的角分辨光电子能谱研究,高温超导体... 　本文较详细地评述了高温超导体角分辨光电子能谱研究的所有主要方面的成就及最新进展。所涉及的主题有:角分辨光电子能谱基础知识,费米面的角分辨光电子能谱研究,超导能隙及对称性研究,赝能隙问题的角分辨光电子能谱研究,高温超导体的角分辨光电子能谱谱线形分析,近节点区域准粒子的色散行为,双层能带劈裂。所涉及的材料不仅有最广泛研究的Bi2212,还包括Bi2201,Bi2223,La＿214,Y 123乃至电子型掺杂的超导体。所引用的文献特别注意了从新一代高能量、动量分辨的能量分析器得到的系统、深入的工作。 展开更多

关键词 高温超导体 凝聚态物理学 角分辨光电子能谱 费米面 能带色散

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金属Ce的电子结构与γ-α相变机制:理论模型的发展及借助角分辨光电子能谱的实验研究进展

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作者 段煜 罗学兵 +9 位作者 张云 张文 冯卫 郝群庆 罗丽珠 刘琴 陈秋云 谭世勇 朱燮刚 赖新春 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第19期3313-3321,共9页

含f电子的镧系和锕系元素是元素周期表中最复杂的成员,他们常常表现出奇异的物理特性。其中最简单而具代表性的就是金属Ce的γ-α相变,该相变不仅晶体结构保持面心立方(fcc)不变,而且伴随有约15%的体积塌缩和磁性变化(γ-Ce为遵循Curie-... 含f电子的镧系和锕系元素是元素周期表中最复杂的成员,他们常常表现出奇异的物理特性。其中最简单而具代表性的就是金属Ce的γ-α相变,该相变不仅晶体结构保持面心立方(fcc)不变,而且伴随有约15%的体积塌缩和磁性变化(γ-Ce为遵循Curie-Weiss定理的顺磁体,而α-Ce具有Pauli顺磁性)。多年来,大量理论和实验研究都致力于理解这一奇特相变的微观机制,理论上曾提出了三种解释该相变的模型,包括跃迁模型(Promotional model)、类Mott转变模型和Kondo模型。其中跃迁模型已因与实验结果不符而被摈弃,而类Mott转变模型主要强调f-f电子的相互作用在相变过程中的变化,Kondo模型则强调相变过程中4f电子与传导电子间相互作用的变化,此二者都在不断发展,至今仍无定论。目前学界基本认同Ce的γ-α相变的奇特性与其特殊电子结构有关。Ce的外层电子结构为4f 15d 16s 2,其中4f电子在实空间是局域,但其能级与价带的5d和6s电子能级的能量接近,造就了4f电子的局域-巡游双重特性,故外界环境的微小变化可能会大大改变Ce的电子结构,进而影响其宏观物理性质。如今,分子束外延技术(MBE)的应用实现了高质量Ce单晶薄膜的制备,结合先进的角分辨光电子能谱(ARPES)可以对Ce的电子结构进行直接观察,便于探究Ce的γ-α相变过程中4f电子的行为,并以此进一步探讨其相变微观机制。此外,Kondo模型具有光电子能谱(PES)可见的特征,且在单杂质安德森模型(SIAM)框架下采用相关计算方法(GS、LDA+U、DMFT等)对Ce的PES特征的理论解释也已较成功地实现,因此Kondo模型逐渐成为目前较为流行的Ce的γ-α相变机制。本文首先简要回顾了Ce的γ-α同构相变的三个主要理论模型,即跃迁模型(Promotional model)、类Mott转变模型和Kondo模型的物理图像及部分实验证据;然后介绍了高质量Ce单晶薄膜的制备方法,并重点分析总结近年来对Ce单晶薄膜在ARPES方面的重要研究成果,主要包括:(1)Ce薄膜的室温能带结构及可能的表面态;(2)与波矢k关联的4f电子与传导电子的杂化;(3)4f电子与传导电子的杂化随温度的演化。大部分ARPES结果都为描述Ce的γ-α相变的Kondo模型提供了实验佐证。 展开更多

关键词 金属Ce 单晶薄膜 电子结构 γ-α相变 理论模型 Kondo模型 f电子 角分辨光电子能谱(ARPES)

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铜氧化物超导体Bi2Sr2CaCu2O8+δ多体相互作用的超高能量分辨和时间分辨角分辨光电子能谱研究 被引量：1

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作者 周超成 张文涛 《物理学进展》 CSCD 北大核心 2018年第5期200-218,共19页

自发现30多年来，铜氧化物的高温超导机理仍未得到解释。传统超导电性起源于电子–声子相互作用形成的电子配对，研究传统超导体中的多体相互作用为BCS理论提供了有力的证据。目前已证实铜氧化物高温超导体中存在着电子配对，但是引起... 自发现30多年来，铜氧化物的高温超导机理仍未得到解释。传统超导电性起源于电子–声子相互作用形成的电子配对，研究传统超导体中的多体相互作用为BCS理论提供了有力的证据。目前已证实铜氧化物高温超导体中存在着电子配对，但是引起配对的机制仍不清楚。因此，对铜氧化物高温超导体中的多体相互作用研究是揭示高温超导机理的关键。角分辨光电子能谱是研究固体电子结构最直接的技术手段，随着其分辨率的不断提升，在研究高温超导体的多体相互作用中日益发挥重要的作用。近年来兴起的时间分辨角分辨光电子能谱在常规角分辨光电子能谱的基础上增加了独特的时间维度，从而成为研究多体相互作用动力学的有力手段。本文详细地介绍了我们利用超高能量分辨和时间分辨角分辨光电子能谱在铜氧化物超导体Bi2Sr2CaCu2O8+δ中多体相互作用的研究，包括在节点区域、反节点区域扭折的研究，多体相互作用的动量依赖关系，配对电子自能的提取以及库珀对在激光泵浦下的受激辐射现象。 展开更多

关键词 铜氧化物超导体 角分辨光电子能谱 时间分辨 多体相互作用

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重费米子化合物Ce_(m)M_(n)In_(3m+2n)(m=1,2,3;n=0,1,2;M=Co,Rh,Ir,Pt及Pd)的角分辨光电子能谱研究

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作者 罗洋 宋姣姣 +1 位作者 赵尹陬 孟建桥 《物理学进展》 CSCD 北大核心 2021年第2期94-112,共19页

重费米子材料以其新奇多变的宏观性质,复杂而难以理解的微观物理过程而受到广泛的关注,长期是凝聚态物理研究的重点。角分辨光电子能谱作为一种能够直接探测材料电子结构的实验手段,随着近年来实验技术的高度发展,能量和动量分辨率得到... 重费米子材料以其新奇多变的宏观性质,复杂而难以理解的微观物理过程而受到广泛的关注,长期是凝聚态物理研究的重点。角分辨光电子能谱作为一种能够直接探测材料电子结构的实验手段,随着近年来实验技术的高度发展,能量和动量分辨率得到了极大的提高,能够有力地探测到强关联材料中更加精细的电子结构。使用角分辨光电子能谱探测重费米子材料的电子结构,为理解其各种物理过程提供强有力的实验证据,进而推进重费米子理论的发展。本文回顾Ce基重费米子材料Ce_(m)M_(n)In_(3m+2n)(m=1,2,3;n=0,1,2;M=Co,Rh,Ir,Pt,Pd)系列化合物的角分辨光电子能谱研究,包括电子结构的维度、近藤共振、f电子与导带电子的杂化和电子结构随温度的变化等。 展开更多

关键词 重费米子 非常规超导 角分辨光电子能谱 电子结构

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Ce基重费米子材料的电子态研究与维度调控

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作者 吴毅 李鹏 +2 位作者 吴中正 方圆 刘洋 《物理学进展》 CSCD 北大核心 2022年第3期96-120,共25页

重费米子材料作为一类典型的强关联电子体系,蕴含着非常规超导、奇异金属、量子临界、磁有序、重电子态、关联拓扑态等新奇的量子态,而4f电子在其中扮演着重要的作用。随着高分辨角分辨光电子能谱和薄膜生长技术的发展,精确探测重费米... 重费米子材料作为一类典型的强关联电子体系,蕴含着非常规超导、奇异金属、量子临界、磁有序、重电子态、关联拓扑态等新奇的量子态,而4f电子在其中扮演着重要的作用。随着高分辨角分辨光电子能谱和薄膜生长技术的发展,精确探测重费米子材料中4f电子在能量/动量空间的色散和谱权重成为了可能,这为从微观上理解这类材料中的电子关联效应和新奇量子现象提供了重要的基础。本论文总结了几个典型的重费米子单晶和薄膜体系的电子态研究,包括Ce-115体系、CeCu_(2)Si_(2)、CeRh_(6)Ge_(4)以及单晶Ce膜等。这些结果为理解重费米子体系中重电子态的形成和温度演化、近藤杂化的能带/动量依赖、重电子能带与超导的关系、近藤效应与磁性和其它量子态的竞争、4f电子的维度调控等重要物理问题提供了谱学证据。 展开更多

关键词 重费米子材料 近藤效应 电子关联效应 角分辨光电子能谱 维度调控

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高温超导体的电子结构研究

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作者 彭舒婷 魏志远 +2 位作者 赵志生 胡勇 何俊峰 《物理学进展》 CSCD 北大核心 2019年第2期51-79,共29页

高温超导的机理是凝聚态物理研究中的一个核心问题。为了揭示超导如何发生,一个直接的手段就是观测高温超导材料内部电子结构的演变。本文主要综述运用角分辨光电子能谱(ARPES)及共振X-射线散射对铜氧化物高温超导体及铁基超导体展开的... 高温超导的机理是凝聚态物理研究中的一个核心问题。为了揭示超导如何发生,一个直接的手段就是观测高温超导材料内部电子结构的演变。本文主要综述运用角分辨光电子能谱(ARPES)及共振X-射线散射对铜氧化物高温超导体及铁基超导体展开的研究。重点介绍对铜氧化物高温超导体Bi_2Sr_2CaCu_2O_(8+δ),YBa_2Cu_3O_(7-x)/La_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3异质结以及SrTiO_3衬底上生长的FeSe薄膜的研究。最后作者对高温超导电子结构研究的现状进行了总结与展望。 展开更多

关键词 铜氧化物高温超导体 铁基高温超导体 电子结构 角分辨光电子能谱 共振X射线散射

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拓扑近藤绝缘体SmB_(6)中的奇异电子性质

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作者 赵淦 张明远 +2 位作者 王佳敏 张旺 苗霖 《物理学进展》 CSCD 北大核心 2021年第6期231-253,共23页

拓扑近藤绝缘体是一种本征的强关联拓扑电子体系,其体能隙来源于近藤关联效应。自2010年拓扑近藤绝缘体的理论概念被提出后,六硼化钐(SmB_(6))作为第一种被预测为拓扑近藤绝缘体的材料在这十多年中被多种实验手段反复研究验证,被广泛接... 拓扑近藤绝缘体是一种本征的强关联拓扑电子体系,其体能隙来源于近藤关联效应。自2010年拓扑近藤绝缘体的理论概念被提出后,六硼化钐(SmB_(6))作为第一种被预测为拓扑近藤绝缘体的材料在这十多年中被多种实验手段反复研究验证,被广泛接受认为是第一种拓扑近藤绝缘体。在这篇综述中,我们回顾了关于SmB_(6)的一些重要实验结果,比如电输运测量,角分辨光电子能谱(ARPES),表面形貌分析(STM)等,并论述了如何通过这些关键的实验证据证实SmB_(6)的拓扑近藤绝缘物相。同时,我们也展示了SmB_(6)这一关联电子体系的其他奇异物性,包括中间价态在表面和体内的分离现象,以及量子振荡发现的体振荡信号等等。这些性质表明我们对SmB_(6)这一材料的理解仍然不充分,其中还有更为丰富的物理值得挖掘。 展开更多

关键词 拓扑近藤绝缘体 六硼化钐 角分辨光电子能谱 表面态

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XPS数据用于计算薄膜厚度时的处理方法

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作者 刘涵 陈萌 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3301-3305,共5页

X射线光电子能谱(XPS)技术能够提供样品表面各化学状态的元素的峰位、峰强等信息。通过这些信息以及光电子信号表达式,可以计算出薄膜厚度。介绍了三种光电子信号表达式的处理方法:直接求解法,基底-比值法和角度-比值法;分析了其推导过... X射线光电子能谱(XPS)技术能够提供样品表面各化学状态的元素的峰位、峰强等信息。通过这些信息以及光电子信号表达式,可以计算出薄膜厚度。介绍了三种光电子信号表达式的处理方法:直接求解法,基底-比值法和角度-比值法;分析了其推导过程。研究结果表明三种处理方式具有不同的精确度和适用范围。直接求解法没有适用限制,但精确度低;基底-比值法适用范围较小,仅适用于计算厚基底上的薄膜厚度,要求薄膜和基底组成成分具有相近的有效衰减长度λ,而这种方法受到仪器项和碳污染项误差的影响最小,具有最高的计算精确度;角度-比值法的适用范围和计算精确度适中,无需考虑基底层的限制条件,但出射角θ的变化幅度对计算精确度有较大影响。因此在使用XPS数据计算薄膜厚度时,研究者可以综合考虑上述各因素。 展开更多

关键词 X射线光电子能谱(XPS) 角分辨X射线光电子能谱(ARXPS) 薄膜厚度

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拓扑材料γ-PtBi_(2)的变温晶体结构研究

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作者 张世车 刘威 +7 位作者 杨萌 林宇 冯娅 石友国 Kenya Shimada 杨晓峰 Darren C Peets 何少龙 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期114-119,共6页

利用X射线衍射(XRD)、角分辨光电子能谱(ARPES)和能带计算的方法研究了不同温度下γ-PtBi_(2)的晶体结构。利用单晶XRD确定了室温下晶体的结构为P31m。为了确定低温时样品的晶体结构,用ARPES测得了样品的电子结构并与计算结果进行了对比... 利用X射线衍射(XRD)、角分辨光电子能谱(ARPES)和能带计算的方法研究了不同温度下γ-PtBi_(2)的晶体结构。利用单晶XRD确定了室温下晶体的结构为P31m。为了确定低温时样品的晶体结构,用ARPES测得了样品的电子结构并与计算结果进行了对比,结果显示样品的结构与P31m相吻合,这表明在低温时样品依然保持P31m结构。进一步的高温XRD研究表明,在高温时样品的晶体结构仍为P31m结构。 展开更多

关键词 拓扑 X射线衍射 晶体结构 角分辨光电子能谱

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磁性外尔半金属的发现

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作者 刘德发 《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期844-851,共8页

外尔半金属是一种新奇的拓扑量子物态,具有手性相反的外尔点和表面态费米弧结构.这种独特的电子结构赋予了外尔半金属奇特的物理性质,如手性反常和量子振荡等.外尔半金属按照对称性不同的破缺方式可以分为中心反演对称性破缺的非磁性外... 外尔半金属是一种新奇的拓扑量子物态,具有手性相反的外尔点和表面态费米弧结构.这种独特的电子结构赋予了外尔半金属奇特的物理性质,如手性反常和量子振荡等.外尔半金属按照对称性不同的破缺方式可以分为中心反演对称性破缺的非磁性外尔半金属和时间反演对称性破缺的磁性外尔半金属.其中磁性外尔半金属的电子结构对磁结构的具体形式非常敏感,因此可以通过外加磁场或电场来改变磁矩的方向,以达到操控其拓扑相变和物理性质的变化.这一特性在自旋电子学领域具有潜在的应用价值.具有笼目结构的铁磁体Co3Sn2S2是首个被实验证实的磁性外尔半金属.本文主要综述了磁性外尔半金属Co3Sn2S2的发现,包括输运性质、理论计算和电子结构的测量,并对磁性外尔半金属未来的研究进行了展望. 展开更多

关键词 磁性外尔半金属 费米弧 自旋轨道耦合 拓扑相变 电子结构 角分辨光电子能谱

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