כאן, אנו משלבים משתנה-קיטוב 7-eV לייזר עם ספין - ואת זווית-נפתרה טכניקה photoemission כדי להמחיש את האפקט צימוד ספין-מסלולית במדינות מוצק.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
שיטות נסיוניות עבור ספין - ואת זווית-נפתרה ספקטרוסקופיה Photoemission בשילוב עם לייזר משתנה-קיטוב
במאמר זה
סיכום
תקציר
המטרה של פרוטוקול זה היא להציג כיצד לבצע ספין - ואת זווית-נפתרה ספקטרוסקופיה photoemission בשילוב עם לייזר 7-eV משתנה-קיטוב (לייזר-SARPES), להפגין כוח של טכניקה זו ללמוד פיסיקה של מצב מוצק. לייזר-SARPES משיגה שתי יכולות גבוהות מאוד. ראשית, על ידי בחינת כלל בחירה ההקפה של לייזרים מקוטב לינארית, עירור סלקטיבי מסלולית יכול להתבצע בניסוי SAPRES. שנית, בטכניקה יכול להציג מידע מלא של וריאציה של הציר קוונטית ספין כפונקציה של קיטוב האור. להפגין את הכוח של שיתוף פעולה של יכולות אלה בלייזר-SARPES, אנו מיישמים את הטכניקה הזו על החקירות של מדינות דו2Se3משטח ספין-מסלול משולב. טכניקה זו מאפשרת מתפרקת ספין ורכיבים מסלולית מ wavefunctions ספין-מסלול משולב. יתר על כן, כפי יתרון נציג של באמצעות זיהוי ספין ישירה שיתף פעולה עם הלייזר משתנה-קיטוב, הטכניקה מדמיין חד משמעית את התלות קיטוב האור של הציר קוונטית ספין בממד-שלוש. לייזר-SARPES מגדיל באופן דרמטי יכולת בטכניקת photoemission.
מבוא
Photoemission נפתרה-זווית ספקטרוסקופיה (ARPES) הטכניקה התפתחה אחד הכלי החזק ביותר לחקור מבנים הלהקה quasiparticle הברית מוצק1. רוב תכונה אטרקטיבי של ARPES הוא היכולת למיפוי הלהקה לאפיין הברית אלקטרונית בחלל אנרגיה ותנע. ספין-נפתרה ARPES (SARPES), אשר מצויד פה ספין-גלאי, למשל. מוט גלאי2,3, עוד יותר מאפשר לנו לפתור את התו ספין של הלהקה שנצפה מבנים4. מאז הגלאי מוט יכול למדוד הספין עם שני צירים (x ו- z, או y ו- z), השילוב של מוט שני את גלאי נוסף מאפשר להשיג את כיוון הספין בתלת-מימד4,
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
1. לטעום הר והתקנה
- חתך בודד-קריסטל דגימות של Bi2Se313 גודל משוער 1 × 1 × 0.5 מ מ3 ושימוש נכספת אפוקסי על בסיס להדביק את הדגימה כדי המחזיק לדוגמה.
- הדבק את הסלוטייפ על פני מדגם.
הערה: הסלוטייפ משמש כדי לבקע את הדגימה בתא על קוליים ואקום (UHV) כדי להשיג על משטח נקי מאגרי. - התקן את הדגימה המדגם מגזין בתוך המנעול עומס, להפעיל את המשאבה עד הלחץ של המנעול עומס נמוך מ 1 × 10-5 הפלסטינית.
2. דגימה ביקוע
- . פתח את הברז UHV בין המנעול עומס תא הכנה UHV
- להעביר את המגזין דגימה מן הסלע עומס לחדר הכנה באמצעות את הסדרה ליניארי/חוגה אש....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
לפני תחילת הניסויים SARPES, עמדות k צריך להיקבע באופן מדויק עבור לוקחת ספקטרום ספין-נפתרה על-ידי שימוש סטטיסטי גבוה משולבת ספין ARPES תוצאות עם אנרגיה - ו זוויתי-ברזולוציות גבוהות (פרוטוקול 5.1-5.5). הוכח ב איור 7 שבו מוצגות התוצאות ARPES עבור Bi2Se3 גביש יחיד. חומר זה נקרא בידוד חשמלי טופולוגי טיפוסית עם ספין-מקוטב הברית משטח14,15. המפה הלהקה ARPES פותר באופן ברור את פי.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
ARPES טכניקות SARPES היו בשימוש נפוץ ללמוד פסים מבנים באמצעות מיפוי הלהקה לזיהוי ספין1,2. בנוסף ליתרונות הכלליים האלה המוצג לעיל, לייזר-SARPES מבוסס על כלל בחירה ההקפה בתוך עירור דיפול אופטי יכול להיות מועסק טכניקה הרומן להמחשת השפעת צימוד ספין-מסלולית ב ההפרעות ספין פונקציית גל ו קוונטית . כפי שמתואר באיור 9 ו- 10, ניתן לטפל בקלות קיטוב של לייזר על-ידי waveplates כדי מוטה polarizations ליניארי בין p- ו
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
המחברים מצהירים כי יש להם אינטרסים כלכליים אין מתחרים.
תודות
אנו מודים פוקושימה א מ נאקיאמה, ס' Toyohisa, ותומך י' אישידה עבור לשלב המלכודת ניסיוני. אנו להכיר בהכרת תודה מימון מן JSPS Grantin-סיוע עבור מדעי למחקר (B) דרך פרויקט מס 26287061, עבור צעירים מדענים (B) דרך פרויקט מס 15K 17675. עבודה זו גם נתמך על ידי MEXT של יפן (אזור חדשני "טופולוגי הנדסת חומרים," מענק מס 16 H 00979) ו- JSPS KAKENHI (מענק מס 16 ח 02209)
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מנתח חצי כדורי DA30-L | ScientaOmicron | http://www.scientaomicron.com/en/products/353/1170 | |
| אפוקסי מבוסס כסף | טכנולוגיית אפוקסי | H20E | |
| Sctoch קלטת | 3M | 801-1-18C | |
| UHV שסתום | VAT | 01034-KE01 | |
| הזנה ליניארית/סיבובית | Ferrovac | MD40 | |
| מוט העברה | UHV עיצוב | PP סדרת | |
| נדנוד מקל | Ferrovac | WM40 | |
| Paladin קומפקטי 355 | קוהרנטי | ||
| חצי לוח גל | Kogakugiken | הזמנה עשה | |
| בנק מעבה דו קוטבי | Tsuji אלקטרוניקה |
מקורות
- Damascelli, A., Hussain, Z., Shen, Z. -X. Angle-resolved photoemission studies of the cuprate superconductors. Rev. Mod. Phys. 75 (2), 473-541 (2003).
- Johnson, P. D. Spin-polarized photoemission. Rep. Prog. Phys. 60 (11), Available from: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0034-4885/60/11/002/meta 1217-1304 (1997).
- Qiao, S., Kimura, A., Harasawa, A., Sawada, M., Chung, J. -G., Kakizaki, A.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
