Qui, uniamo la polarizzazione-variabile 7-eV laser con tecnica di fotoemissione risolta di rotazione e angolo di visualizzare l'effetto di accoppiamento spin-orbitale in stati solidi.
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Articolo metodologico
Metodi sperimentali per la spettroscopia di fotoemissione risolta di Spin e angolo combinato con polarizzazione-variabile Laser
In questo articolo
Sommario
Abstract
L'obiettivo del presente protocollo è quello di presentare come eseguire spettroscopia di fotoemissione risolta di rotazione e angolo combinata con polarizzazione-variabile 7-eV laser (laser-SARPES) e dimostrare una potenza di questa tecnica per lo studio della fisica dello stato solido. Laser-SARPES realizza due grandi capacità. In primo luogo, esaminando la regola di selezione orbitale dei laser polarizzato linearmente, orbitale eccitazione selettiva può essere effettuata in SAPRES esperimento. In secondo luogo, la tecnica può mostrare informazioni complete di una variazione dell'asse di quantum di rotazione in funzione della polarizzazione della luce. Per dimostrare il potere della collaborazione di queste funzionalità in laser-SARPES, applichiamo questa tecnica per le indagini di Stati di spin-orbita accoppiato superficie di Bi2Se3. Questa tecnica permette di decomporre spin e orbitali componenti dalle funzioni d'onda di spin-orbita accoppiato. Inoltre, come un rappresentanza vantaggio di utilizzare il rilevamento diretto spin ha collaborato con il laser variabile di polarizzazione, la tecnica Visualizza senza ambiguità la dipendenza di polarizzazione della luce dell'asse di quantum di rotazione in tre dimensioni. Laser-SARPES aumenta drammaticamente una capacità della tecnica di fotoemissione.
Introduzione
Tecnica di spettroscopia (ARPES) risolti in angolo di fotoemissione è diventata uno degli strumenti più potenti di indagare strutture di banda quasiparticella in stati solidi1. La maggior parte della caratteristica attraente di ARPES è la funzionalità per la mappatura di banda caratterizzare gli stati elettronici nello spazio di energia e quantità di moto. Risolta in spin ARPES (SARPES), che qui è dotata di rilevatori di spin, ad es. Mott rivelatore2,3, ulteriormente consente di risolvere il carattere di spin delle strutture osservate banda4. Poiché il r....
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Protocollo
1. installazione e montaggio del campione
- Tagliare i campioni del singolo-cristallo di Bi2Se313 in una dimensione approssimativa di 1 × 1 × 0,5 mm3 e uso basati su nastro resina epossidica per incollare l'esempio per il supporto del campione.
- Incollare il nastro adesivo sulla superficie del campione.
Nota: Il nastro scotch è utilizzato per fendere il campione in ultraelevato camera da vuoto (UHV) per ottenere una superficie pulita in modo atomico. - Installare il campione nel campione rivista nella serratura carico e avviare la pompa fino a quando la pressione della serratura caric....
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Risultati
Prima di iniziare gli esperimenti SARPES, k posizioni devono essere accuratamente determinato per aver risolta in spin spettro utilizzando alta statistica integrata spin ARPES risultati con energia - e angolare-risoluzioni elevate (protocollo 5.1-5.5). Come illustrato in Figura 7 dove vengono presentati i risultati ARPES per un Bi23 singolo cristallo di Se. Questo materiale è conosciuto come un prototipo isolante topologico con .......
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Discussione
Tecniche di ARPES e SARPES sono stati comunemente utilizzate per lo studio di strutture di gruppo elettronico attraverso la mappatura di banda e spin-rilevamento1,2. Oltre a questi vantaggi generali sopra indicati, laser-SARPES basato sulla regola di selezione orbitale nell'eccitazione ottica dipolo può essere impiegato come una tecnica novella per visualizzare l'effetto di accoppiamento spin-orbitale l'interferenza di spin funzione d'onda e quantistica . Come il.......
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Dichiarazioni
Gli autori dichiarano di non avere nessun concorrenti interessi finanziari.
Ringraziamenti
Ringraziamo M. Nakayama, Toyohisa S., r. Fukushima e Y. Ishida per supporta per la messa a punto sperimentale. Noi riconosciamo con gratitudine da JSP Grantin-aiuti di finanziamento per la ricerca scientifica (B) attraverso il progetto n. 26287061 e per giovani scienziati (B) attraverso il progetto n ° 15K 17675. Quest'opera fu appoggiata anche dal MEXT del Giappone (Area innovativa "topologico scienza dei materiali," concedere n ° 16 H 00979) e JSPS KAKENHI (Grant No. 16 H 02209)
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Analizzatore emisferico DA30-L | ScientaOmicron | http://www.scientaomicron.com/en/products/353/1170 | |
| Epossidico a base d'argento | Tecnologia epossidica | H20E | |
| Nastro Sctoch | 3M | 801-1-18C | |
| Valvola UHV | VAT | 01034-KE01 | |
| passante lineare/rotativo | Ferrovac | MD40 | |
| asta di trasferimento | UHV design | PP serie | |
| oscillante bastone | Ferrovac | WM40 | |
| Paladin compatto 355 | Mezza | ||
| Kogakugiken | su ordinazione | ||
| Banco di condensatori bipolari | Tsuji |
Riferimenti
- 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.
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Ristampe e permessi
