Méthodes expérimentales de Spin - et Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy combiné avec polarisation Variable Laser

Résumé

Ici, nous combinons polarisation variable 7-eV laser avec la technique de photoémission résolue de spin et d’angle pour visualiser l’effet de couplage spin-orbite dans les États solides.

Résumé

Le but du présent protocole est de présenter comment effectuer l’essorage et angle-résolue de spectroscopie de photoémission combinée avec polarisation variable 7-eV laser (laser-SARPES) et démontrer une puissance de cette technique pour étudier la physique du solide. Laser-SARPES réalise deux grandes capacités. Tout d’abord, en examinant la règle de sélection orbitale des lasers polarisées linéairement, excitation sélective orbitale est réalisable dans SAPRES expérience. Deuxièmement, la technique peut afficher toute information d’une variation de l’axe de rotation quantique en fonction de la polarisation de la lumière. Pour démontrer la puissance de la collaboration de ces capacités en laser-SARPES, nous appliquons cette technique pour les enquêtes sur les États de surface de couplage de spin-orbite de Bi₂Se₃. Cette technique permet de décomposer les composants spin et orbitale depuis les fonctions d’onde de spin-orbite couplé. En outre, comme un avantage représentatif de l’utilisation de la détection directe de spin a collaboré avec le laser de polarisation variable, la technique visualisé sans ambiguïté par la dépendance de la polarisation de la lumière de l’axe de rotation quantique en trois dimensions. Laser-SARPES augmente de façon spectaculaire une capacité technique de photoémission.

Introduction

Technique de spectroscopie (ARPES) de photoémission résolue en angle est devenu un des outils plus puissants pour étudier les structures de bande quasi-particules à l’États solide¹. La plupart des caractéristique attrayante d’ARPES est la capacité pour la cartographie de la bande caractériser les États électroniques dans l’espace de l’énergie et l’élan. Spin-résolu ARPES (SARPES), qui est ici équipé de détecteurs de spin, par exemple. Mott détecteur^2,3, plus nous permet de résoudre le personnage de spin des structures observées bande⁴. Étant donné que le....

Protocole

1. montage et Installation de l’échantillon

1. Découpe des échantillons monocristallins de Bi₂Se₃¹³ dans une taille approximative de 1 × 1 × 0,5 mm époxy³ et utilisation axée sur le ruban à coller l’échantillon pour le porte-échantillon.
2. Collez le ruban adhésif sur la surface de l’échantillon.
   Remarque : Le ruban adhésif est utilisé en conjonction avec l’échantillon en ultra haute chambre du vide (UHV) afin d’obtenir une surface propre atomiquement.
3. Installation de l’exemple dans la magazine dans la serrure de charge de l’échantillon et démarrer la pompe jusqu'à ce que la pression d....

Résultats

Avant de commencer les expériences SARPES, k positions doivent être déterminés avec précision pour la prise de spin résolue en fonction du spectre en utilisant haute statistique intégré essorage ARPES résultats avec énergie - et angulaire-résolutions élevées (protocole de 5,1 à 5,5). Cela est illustré dans la Figure 7 où les résultats ARPES pour un Bi₂monocristal de₃ Se sont présentés. Ce matériau est connu comme un isolant topo.......

Discussion

ARPES et SARPES techniques ont été couramment utilisées pour l’étude des structures de bandes électroniques par le biais de la cartographie de la bande et l’essorage-détection^1,2. Outre ces avantages générales ci-dessus, laser-SARPES basé sur la règle de sélection orbitale en excitation optique dipôle peut être utilisé comme une technique originale pour la visualisation de l’effet de couplage spin-orbite dans l’interférence quantique et de la fonction d’onde de s.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Analyseur hémisphérique DA30-L	ScientaOmicron		http://www.scientaomicron.com/en/products/353/1170
Époxy à base d’argent	Technologie époxy	H20E
Ruban Sctoch	3M	801-1-18C
Vanne UHV	TVA	01034-KE01
Traversée linéaire/rotative	Ferrovac	MD40
tige de transfert	UHV design	PP série
wobble stick	Ferrovac	WM40
Paladin compact 355	Demi-onde cohérente
	Kogakugiken		commande faite
Banque de condenseur bipolaire	Tsuji electronics