Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Angle-resolved ספקטרוסקופיה Photoemission בטמפרטורות נמוכות במיוחד

Published: October 9, 2012 doi: 10.3791/50129

Summary

המטרה הכללית של שיטה זו היא לקבוע את המבנה האלקטרוני האנרגיה נמוכה של מוצקים בטמפרטורות נמוכות במיוחד באמצעות ספקטרוסקופיה Photoemission angle-resolved עם קרינת סינכרוטרון.

Abstract

את התכונות הפיסיקליות של חומר מוגדרות על ידי המבנה האלקטרוני שלה. אלקטרונים במוצקים מתאפיינים באנרגיה (ω) ותאוצה (יא) ואת ההסתברות למצוא אותם במצב מסוים עם ω ו k הנתון מתואר על ידי פונקצית ספקטרלי (k, ω). פונקציה זו ניתן למדוד ישירות בניסוי המתבסס על האפקט הפוטואלקטרי הידוע, להסבר שאלברט איינשטיין קבל את פרס נובל בחזרה בשנת 1921. באפקט הפוטואלקטרי האור זרח על משטח פולט אלקטרונים מחומר. לדברי איינשטיין, שימור האנרגיה מאפשר לאדם לקבוע את האנרגיה של אלקטרון בתוך המדגם, ספק את האנרגיה של פוטון האור ואנרגיה הקינטית של Photoelectron היוצא ידועות. שימור מומנטום מאפשר גם להעריך k לייחסו לmomenקיבה של Photoelectron על ידי מדידת הזווית שבי Photoelectron עזב את השטח. הגרסה המודרנית של טכניקה זו נקראת ספקטרוסקופיה Photoemission זווית פתורה-(ARPES) ומנצלת את שני חוקי השימור על מנת לקבוע את המבנה האלקטרוני, אנרגיה ותנע של אלקטרונים בתוך מוצק כלומר. על מנת לפתור את הפרטים חיוניים להבנת הבעיות האקטואליות של פיזיקת מצב מוצקה, שלוש כמויות צריכות להיות ממוזערות: * אי ודאות באנרגית פוטון, חוסר ודאות באנרגיה הקינטית של photoelectrons וטמפרטורה של המדגם.

בגישתנו אנו משלבים 3 הישגים אחרונים בתחום קרינת סינכרוטרון, משטח המדע וcryogenics. אנו משתמשים בקרינת סינכרוטרון עם אנרגית פוטון מתכוננת תורמת חוסר ודאות מסדר הגודל של MeV 1, מנתח אנרגית אלקטרון אשר מזהה את האנרגיות הקינטיות עם דיוק מסדר הגודל של MeV 1 והוא cryostat WH 3ich מאפשר לנו לשמור על הטמפרטורה של המדגם מתחת 1 ק לדון בתוצאות שהושגו במופת גבישים יחידים של Sr 2 RuO 4 וכמה חומרים אחרים. המבנה האלקטרוני של חומר זה ניתן לקבוע בבהירות חסרת תקדים.

Introduction

כיום ARPES נעשה שימוש נרחב על מנת לקבוע את המבנה האלקטרוני של מוצקים. בדרך כלל, וריאציות שונות של שיטה זו מוגדרות על ידי מקור הקרינה הדרושה כדי להלהיב את האלקטרונים. אנו משתמשים בקרינת סינכרוטרון כן הוא מציע הזדמנות ייחודית כדי לכוון את הקיטוב ואנרגית פוטון העירור בטווח אנרגיה רחבה ומתאפיין בעצמה גבוהה, רוחב פס קטן (אי ודאות בhn אנרגיה) וזה יכול להיות ממוקד לקורה צר כדי לאסוף photoelectrons ממקום של כמה עשרות מיקרונים. קרינת סינכרוטרון נוצרה בטבעות אחסון אלקטרוני אילוץ אלקטרונים מסתובבים איתו בזירת אנרגיה מסדר הגודל של 2 ** GeV לעבור הסדרים תקופתיים של מגנטים חזקים (undulators). השדה המגנטי מסיט את האלקטרונים וכאשר אלקטרונים מהירים כאלה לשנות כיוונם הם פולטים קרינה. בדיוק אז קרינה זו מופנה אל beamline שנקרא בו הוא monochromatized נוסףידי סריג עקיף והתמקד על פני השטח של המדגם על ידי כמה מראות. יש הרבה מתקנים כאלה ברחבי העולם. קצה התחנה שלנו נמצאת באחד מbeamlines של טבעת אחסון Bessy השייך ללמהולץ Zentrum ברלין.

לבו של מתקן ARPES זה המנתח באנרגית אלקטרונים (איור 1). מכיוון שאנו מעוניינים בשניהם אנרגיה קינטית וזווית שבה אלקטרונים לעזוב את השטח, זה מאוד נוח לאתר אותם במדידה אחת. עיקרון מאוד פשוט הופך גישה זו למציאות. כמו בניסוי בסיסי עם עדשה אופטית, המתמקד גל מטוס לנקודה במישור המוקד האחורי ובכך ביצוע שינוי המרחבי פורה, אלקטרוני האלקטרונים האופטיים עדשת פרויקטים שהותירו משטח בזווית מסוימת לנקודה במישור המוקד ( איור 1). באופן כזה אנו משיגים גישה למומנטום ההדדי, כלומר, החלל. Distance מהכיוון קדימה במישור המוקד מתאים לזווית ובכך לעצור את התנופה של Photoelectron. עכשיו האלקטרונים צריכים להיות מנותחים במונחים של אנרגיה. לצורך כך חריץ הכניסה של מנתח hemispherical ממוקם בדיוק במישור המוקד של העדשה האופטית האלקטרון. מתחים בשתי ההמיספרות נבחרים כך שאלקטרונים רק עם אנרגיה קינטית מסוימת (להעביר אנרגיה) ויונחו בדיוק באמצע של שתי ההמיספרות וקרקעות בקו המרכזי של גלאי דו הממדים. אלו שיותר מהר יפגעו גלאי קרוב יותר לכדור החיצוני, ואלה שהם איטיים יותר יהיו מוסחים לכיוון האונה הפנימית. בדרך זו אנו יכולים לקבל את חלוקת עוצמת photoemission כפונקציה של אנרגיה הקינטית וזווית בו זמנית.

היתרון העיקרי של הגישה שלנו על פני שיטות קיימות הוא השימוש הוא 3 cryomanipulator. יש לפחות שתי סיבות לביצוע ouלא המדידות בטמפרטורות נמוכות. הטמפרטורה הגבוהה יותר של החומר, מרווח יותר את המצבים האלקטרוניים הפכו באנרגיה ותנע. כדי לקבוע את המבנה האלקטרוני עם דיוק גבוה טמפרטורה זו הרחבה יש להימנע. כמו כן, רבות הן תכונות פיסיקליות טמפרטורה תלויות, כמה תופעות שנקבעו בהזמנה בטמפרטורות נמוכות וידע של המבנה האלקטרוני במצב היסוד של המערכת, כלומר בט = 0, הוא בעלת חשיבות. אחת הדרכים היעילות ביותר כדי לצנן את הדגימה עד עשירית קלווין הוא לנזל הוא 3 גז. בניסויים רבים המגיעים לטמפרטורות תת קלווין הם לא בעיה, מכיוון שקרינת תרמית, האויב העיקרי של טמפרטורות נמוכות במיוחד, יכול להיות מוגן ביעילות. למרבה הצער, זה לא המקרה בניסויי photoemission. אנחנו צריכים לספק גישה חופשיה לאור הנכנס ואלקטרונים יוצאים. זו תמומש על ידי חריצים שתוכננו במיוחד בשלושה raמגיני diation, טמפרטורות שונות שיש. כדי לפצות על עומס החום הנגרם על ידי קרן הפוטונים וקרינה בטמפרטורת חדר, הכח והקירור של cryostat צריך להיות גבוה מאוד. זו מושגת על ידי המהירות הגדולה מאוד שאיבה של שתי משאבות המקטינה את לחץ האדים מעל הנוזל הוא 3, וכך קירור האצבע והדגימה הקרה. מפרטי העיצוב שלו 3 המערכת שלנו לעשות את זה הכי חזק בעולם. זה אולי המקום היחיד על פני כדור הארץ שבו אפשר לראות את פני שטח קר K 1 עד חלון טמפרטורת חדר, "הגלוי הקר ביותר".

הסקיצה של ניסוי photoemission המודרני מוצגת באיור 1. סינכרוטרון הקורה (מקווקו ירוק קו) מאיר את המשטח הקר K 1 מתוך המדגם וphotoelectrons ממגר. האלקטרונים צפויים חריץ הכניסה של מנתח hemispherical, מסודר מבחינת זווית (צהובה, מגנט וציאן עקבות מתאימות לdiffereזוויות הטית nt) ולאחר מכן הם נתחו במונחים של אנרגיה קינטית. תרשים 2 מציג את חלוקת עוצמת האופיינית כפונקציה של זווית הטיה ואנרגיה קינטית. כגון חלוקת עוצמת אכן צפויה כהשוואה עם חישובי מבנה להקה של חומר זה מראה (לוח ימני). זה החלון שלנו אל החלל הדדי.

על ידי סריקת מתחים על העדשה ואונות וסיבוב המדגם סביב הציר האנכי (זווית קוטבית) אנו יכולים לחקור את מגוון אנרגית קשר הרחב כמו גם באזורים נרחבים של מרחב הגומלין עם פירוט חסר תקדים. בפרט, זומם עצמה ברמה פרום כפונקציה של שני המרכיבים של המומנטום במטוס, המחושב מזוויות הטיה וקוטביות, יש לנו גישה ישירה אל פני שטח פרמי (FS).

* תחת "חוסר ודאות" אנחנו מבינים את האומדן הטוב ביותר של הנסיינית של כמה רחוק כמות ניסיונית עשויה להיות מ" האמיתיערך ".

** טבעת האנרגיה נמוכה יכולה להיות אנרגיה של ~ 0.8 GeV, 1 באנרגיה גבוהה - עד 8 GeV.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. הרכבת הדוגמא

  1. ניסוי זה משתמש בקרינת סינכרוטרון מיוצרת על ידי טבעת אחסון Bessy של הלמהולץ Zentrum ברלין. הפוטונים לנסוע beamline לקצה התחנה שלנו שבו מדגם הוא רכוב.
  2. התחל עם גביש של החומר כדי להיחקר, כאן ruthenate סטרונציום. השתמש בכסף אפוקסי המבוסס לדבק המדגם לבעל המדגם. אפוקסי כסף המבוסס מבטיח מגע תרמי וחשמלי טוב.
  3. דבק אלומיניום עליון הודעה אל פני השטח של הגביש יחיד. ההודעה העליונה תשמש לדבוק מדגם בואקום גבוה במיוחד לחשוף משטח אטומי נקי.
  4. הר בעל המדגם במנעול העומס.

2. השיג ואקום אולטרה גבוה ובידוד תרמי

  1. להתחיל בפינוי מנעול העומס כדי למזער את הזיהום של תא הוואקום הגבוה במיוחד.
  2. לפקח על הלחץ. ברגע שלחץ של mbar על 10 -8 כברהשיג, להעביר להרכבה הקאמרית הכנה, ולאחר מכן לאצבע העיקרית chamber.The הקרה ובעל מדגם כבר תוכנן במיוחד על מנת להבטיח את הקשר התרמי הטוב ביותר האפשרי עם סיר הליום.
  3. גרסות הדגמה אלו מראות כיצד זו מושגת על ידי שימוש במשטחים קוניים כדי להגדיל את שטח המגע. המשטחים קוניים הם נלחצו אחד אל השני ובעל מדגם והאצבע קרה תקועים עמוקים במקום באמצעות טיטניום אגוז ובריח.

3. מיצוב וקירור לדוגמא

  1. השלב הבא הוא לכוון את הדגימה בתוך האצבע הקרה לאורך אזימוט באמצעות זרוע ההעברה. לתקן את המיקום של המדגם על ידי הידוק האגוז תוך יישום נגדי עם זרוע התמיכה מצורפת לצד השני של החדר.
  2. קליב המדגם על ידי הזזת מניפולטור כלפי מעלה, כך שעליונת ההודעה הוסרה על ידי אינטראקציה עם היד התומכת.
  3. עם הצמצם סגור הקורה, להעביר את הדגימה למקומו בbeamline באמצעות מניפולטור. ברגע שהמדגם הוא במקום, לוודא את cryoshields סגור כראוי.
  4. להתחיל לשאוב בסיר 1-K ויפיץ גז הליום-3 כדי לקרר את הדגימה לטמפרטורת הבסיס. הטמפרטורה נמדדת קרוב למדגם ולא תשתנה במהלך הניסוי.
  5. לפתוח את תריס קרן beamline. השתמש בברגים מיקרומטר על המכשיר כדי להתאים את המיקום של המדגם, כך שהוא בפוקוס של עדשת הנתח. התאמה זו היא קריטית.

4. איסוף נתונים

  1. לאחר ההתקנה היא מוכנה, לעבור למצב זווית ייפתר-של המנתח ולהקליט ספקטרום במצב סחף. זה יפיק נתונים למגרשים דו ממדי אנרגית זווית.
  2. לבנות מפת שטח פרמי תוך שימוש בנתונים. בחר זוויות קוטב שמתאימים למעברים ברמה פרום לחקר superconducting פער של ruthenate סטרונציום.
  3. ספקטרום ברזולוציה גבוהה רשום בזוויות הקוטב נבחרה מעל ומתחת לטמפרטורת מעבר המוליכים של סטרונציום ruthenate כדי לחקור את ההתנהגות של פער המוליך.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

הטמפרטורות הנמוכות במיוחד של ההגדרה שלנו יחד עם הרזולוציה הגבוהה של beamline והמנתח תאפשרנה לנו להקליט ספקטרום עם רזולוציה כוללת גבוהה מאוד. זו באה לידי הביטוי באיור 3. הבדיקה הרגילה של רזולוצית האנרגיה היא למדוד את רוחב קצות פרמי של מתכת. במקרה זה הוא סרט אינדיום התאדה טרי. הרוחב מרבי במחצית (FWHM) של גאוס, שכאשר מפותל עם צעד הפונקציה בדיוק מתאר את הקצה, הוא בסדר הגודל של 2 MeV. חשיבות יותר למחקרים מפורטים של המבנה האלקטרוני האנרגיה הנמוכה של מוצקים הוא ספקטרום הזווית ייפתר-של תכונת הפיזור. כזה למשל מוצג בלוח אמצע האיור 3. שיא מוליך חד מאוד הוא ציין בLiFeAs ברזל מבוסס המוליך 1 המייצג את אחד המאפיינים החדים ביותר שזוהו על ידי ARPES. הוא הדין בהחלטת מומנטום. FWHM של 0.23 ° הוא rערך ecord למצב הזוויתי הרחב של מנתחי אנרגית אלקטרונים. המערכת תוכננה לשלב שלושה הישגים, רוחב פס של 1 MeV beamline, רזולוצית 1 MeV של המנתח וטמפרטורת 1 K של המדגם. מטרה זו נתנה את שמו למערכת שלנו "1-ARPES קוביות". אם כל שלושה המרכיבים היו ממוזערים, ניתן היה לצפות FWHM ~ 1.4 MeV. מדידות הזרם שלנו מראות כי פתרון כולל של סדר 2 MeV יכול להיות מושגת.

תוצאת נציג נוסף היא החקירה שלנו של המבנה האלקטרוני של מוליך Sr 2 RuO 4 עם הטמפרטורה הקריטית 1.35 ק חומר זה הוא תחמוצת ידועה בעל קשת רחבה של תכונות פיסיקליות מעניינות. זה היה ראשונה שהתגלה תחמוצת מוליכים לאחר cuprates 2. מדינת המוליכים שלו היא חריגה: אלקטרונים יחד בזוגות יש לי הספינים המכוונים באותו הכיוון שלהם. זה מה שנקרא מוליכות השלישייה. זה STIll נותר לא מובן והבעיה העיקרית היא להגדיר את הסימטריה של פרמטר סדר מוליכים. על מנת לעשות זאת, פער אנרגית המוליכים צריך להיקבע כפונקציה של מומנטום - המשימה המדויקת לARPES. בגלל הטמפרטורות נמוכות כאלה דרושות למוליכות לא היו נגישות בניסויי photoemission לפני, זה לא ניתן היה לטפל בבעיה זו. הנה אנחנו עושים את ניסיון לעשות את זה. קודם כל, צריך לקבוע שטח פרמי. לשם כך יש לנו נרשמו קיצוצים רבים בזוויות שונות קוטביות. חלקם מוצגים להמחשה באיור 4. עכשיו, אם אקח בחשבון רק בעצמה בקרבת רמת פרמי, ולתכנן אותו כפונקציה של שתי הזוויות, אנחנו נקבל את המקום של פרמי momenta, כלומר מפת שטח פרמי. כגון מפת שטח פרמי מוצגת באיור 5 יחד עם פני השטח המחושבים פרמי 3. ההסכם הוא טוב מאוד, אבל ניסיונינתונים מראים תכונות רבות יותר. חלקם בלתי צפויים ויוצאי דופן 4. עכשיו אנחנו יכולים לנסות למדוד את פער המוליך. בשביל זה אנחנו צריכים להקליט את הספקטרום מעל ומתחת לטמפרטורה הקריטית, כלומר 1.35 ק בתרשים 6 אנו מראים זוגות כאלה של ספקטרום. אנחנו אכן צופים כמה שינויים, תואמים עם פתיחתו של פער האנרגיה, אבל גם רזולוצית האנרגיה הנוכחית (או אולי גם את הטמפרטורה, מה שיכול להיות נכון יותר על פני השטח של המדגם) אינה מאפשרת לנו להגיע למסקנה ברורה באשר לפער האנרגיה בSr 2 RuO 4.

איור 1
איור 1. סכמטי של מערך הניסוי.

איור 2
איור 2. לוח שמאלי. בחינהple של חלוקת עוצמת photoemission כפונקציה של אנרגיה הקינטית וזווית. מבנה הפסים של מוצק נראה ישירות. פנל ימני. תוצאות של חישובי מבנה הלהקה לאותו החומר. נתונים תיאורטיים נלקחים מ5.

איור 3
איור 3. ביצועים של הקצה הניסיוני קצה התחנה. לוח שמאלי. פרמי של סרט התאדה טרי אינדיום. פנל תיכון. עקומת התפלגות אנרגיה (EDC) במדגם של מוליכי LiFeAs. נתונים התקבל מתוך 1. פנל ימני. עקומת התפלגות מומנטום (MDC) ברמה של 3 ZrTe פרמי. רזולוצית אנרגיה כוללת צפויה של המערכת באה לידי ביטוי בנוסחא (= 1K 0.0862 MeV). Perfo בפועלrmance של המערכת היא קרוב מאוד לזה שאנחנו בהתחלה כיוונו ל. לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.

איור 4
קיצוצי איור 4. אנרגית מומנטום נרשמו בזוויות שונות (קוטב צעד 10) לSr 2 RuO 4. לחצו כאן לצפייה בדמות גדולה.

איור 5
איור 5. מפת שטח פרמי של Sr 2 RuO 4 נלקח באמצעות 80 eV ליניארי המקוטבאור ב1K ~. לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.

איור 6
איור 6. , ספקטרום אופייני ב נלקח ללמוד פער של מוליכי Sr 2 RuO 4. חץ אדום מציין את התנופה המתאימה לעקומת התפלגות אנרגיה יחידה (EDC). T = 970 ח"כ. ג, ד Shift של הקצה המוביל של המשולב EDC. חלון מומנטום מיוצג על ידי הרוחב של החץ האדום. הפער מתאים לנקודת FS על הפס הסמוך BZ Shift האלכסון. הדואר של KF EDC כפונקציה של טמפרטורה מנקודת מבט אחר על FS. F התנהגות טמפרטורה האופיינית של אנרגית הקשר של הקצה המוביל באזור חצייה של שני FSS.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

כפי שהראה לעיל, השיטה מיושמת היא יעילה מאוד בלימוד המבנה האלקטרוני האנרגיה נמוכה של גבישים יחידים. שיפורים אינסטרומנטליים האחרונים הפכו ARPES מאפיון בלבד וכלי להקת מיפוי לספקטרוסקופיה מתוחכמת רבה לגוף. ניסוי מודרני מספק מידע על המבנה האלקטרוני של מוצק או ננו אובייקט עם רמה חדשה של דיוק. גישה למשטח פרום במקרה של מתכת, פערי אנרגיה של מוליכים למחצה ומבודדים, מצבי פני השטח שלהם, מבני להקה ומהירויות פרמו תלויות מומנטום מאפשרים לאפיין את המבנה האלקטרוני ברמה כללית. השוואה עם חישובי ab-initio התשואות renormalizations רוחב פס ומהירות פרום ובכך קובעת את מורכבותו של החומר במונחים של הכח של מתאמים. מבנים יפים ליד רמת פרמי לעתים קרובים לספק את האפשרות לזהות את טביעות האצבע של אינטראקציה בין אלקטרוns ומעלות אחרות של חופש, כמו פונונים, plasmons, וכו מחקרי מומנטום תלויים שיטתיים ספין תנודות יכולים לזהות את האינטראקציה הדומיננטית ואת אחת, למשל, מתווך זיווג במוליכי גלים או מערכות בצפיפות. חקירות יסודיות יותר כרוכות בקביעת הסימטריה של פרמטר סדר, ובכך לספק בדיקות קריטיות לתאוריות קיימות או גישות חדשות המגרות את הדמיון ברמה בסיסית.

כמו בכל שיטה ניסיונית, יש חסרונות מסוימים. זה ידוע כי photoelectrons מפוזר מאוד בתוך הגביש, כך שיש קשיח יחסית קצרת המהלך חופשי ממוצע. כתוצאה מכך, עומק הבריחה יכול להיות קטן מאוד, עד כמה קבועי סריג. זה מגדיר את הרגישות של השיטה על פני השטח ובמקרים מסוימים את המבנה האלקטרוני של פני השטח הוא אכן שונה מ6 בתפזורת. עם זאת, ARPES מציע כלים רבים כדי לפקח על המצב הזה. אחד ההוא השימוש באנרגיות פוטון עירור שונות. כפי שכבר ציין בעבר, לאנרגית פוטון נתון אפשר גם להעריך את המרכיב של ניצב מומנטום אל פני השטח. נצפה מבנים מחזוריים בARPES ספקטרום מאפשר אחד כדי לקבוע k z המוחלט ורזולוצית המומנטום המקבילה נותנת ודאות של כמות זו. באופן כזה הערך הניסיוני של עומק הבריחה ניתן להעריך מk δ העיקרון אי ודאות z * δ z ~ 1. הכלי הבא לשלוט על רגישות המשטח של השיטה הוא קיטוב משתנה של האור. הוא הפגין מוקדם יותר שבאמצעות אור מקוטב מעגלי זה ניתן להבחין בין פני שטח ותרומות בתפזורת לאות photoemission 7. יתרון נוסף של שימוש בקיטובים שונים ואנרגיות פוטון נמסרו על ידי מקור אור סינכרוטרון הוא האפשרותלהפריד השפעות אלמנט מטריצה ​​מתכונות אמיתיות של הפונקציה ספקטרלית. אלמנט המטריצה ​​הוא הסתברות מעבר שיכול לדכא את אות photoemission באזורים מסוימים של מרחב תנע ותוצאה בפרשנות שגויה של 8-10 ספקטרה ARPES.

ברור שהשיטה אינה מתאימה מאוד לחומרים חזקים 3D, אשר קשה להידבק באתר ולהשיג משטחים אטומיים נקיים ושטוחים. לבסוף, ARPES על מבודדים הוא הרבה יותר מסובך מכיוון שיש צורך לפצות טעינה מתרחשת בגלל השטף של אלקטרונים יוצאים לא ניתן לפצות על ידי מגע חשמלי עם בעל המדגם 11.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

Acknowledgments

אנו מכירים תודה עמוקה את עזרתו של רולף Follath, רולנד הובל, ק Möhler, דמיטרו Inosov, יורג פנק, אנדריאס Koitzsch, ברנד יכנר, אנדריי Varykhalov, אמיל Rienks, אוליבר ריידר, סטי Thirupathaiah, דניס Vyalikh, סרגיי Molodtsov, קלמנס Laubschat, רמונה וובר, הרמן יראה יראה, וולפגנג Eberhardt, כריסטיאן יונג, תומאס בלום, הגרד רייכרט, הדוד באצ'לור, קאי Godehusen, מרטין Knupfer, סטפן Leßny, Lindackers דירק, סטפן לז'ה, רלף Voigtländer, רוני Schönfelder, שהגה את הפרויקט "1-הקוביות" , תוכנן, נבנה והוזמן beamline וקצה התחנה, כמו גם תמיכה ארגונית ומשתמש בלבד.

הפרויקט "1 חתוך לקוביות-ARPES" ​​כבר במימון BMBF המענק "הרזולוציה הגבוהה ביותר ARPES", כמו גם באופן ישיר על ידי BESSYII וIFW-דרזדן. עבודה מיוחדת זו נתמכה על ידי תכנית עדיפות DFG SPP1458, מעניק ZA 654/1-1, BO1912/3-1 וBO1912/2-2. הקהילה אירופית וה BPDank הפקולטה למדעים באוניברסיטת יוהנסבורג למימון נסיעות. AV, RF ו MC להכיר תמיכה מהאיחוד האירופי -FP7/2007-2013 תחת הסכם המענק נ 264098 - אמא.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Single crystals of ZrTe3 and TiSe2 grown by Dr Helmut Berger, EPFL, Lausanne
Single crystals of Sr2RuO4 grown by the group of Dr Antonio Vecchione
SAMPLES
ZrTe3, TiSe2, Sr2RuO4

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Borisenko, S. V. One-Sign Order Parameter in Iron Based Superconductor. Symmetry. 4, 251-264 (2012).
  2. Maeno, Y., Hashimoto, H., Yoshida, K., Nishizaki, S., Fujita, T., Bednorz, J. G., Lichtenberg, F. Superconductivity in a layered perovskite without copper. Nature (London). 372, 532 (1994).
  3. Singh, D. J. Relationship of Sr2RuO4 to the superconducting layered cuprates. Phys. Rev. B. 52, 1358 (1995).
  4. Zabolotnyy, V. B. Surface and bulk electronic structure of the unconventional superconductor Sr2RuO4: unusual splitting of the β band. New Journal of Physics. 14, 63039 (2012).
  5. Stöwe, K., Wagner, F. Crystal Structure and Calculated Electronic Band Structure of ZrTe3. Journal of Solid State Chemistry. 138, 160-168 (1998).
  6. Zabolotnyy, V. B. Momentum and temperature dependence of renormalization effects in the high-temperature superconductor YBa2Cu3O7-δ. Phys. Rev. B. 76, 064519 (2007).
  7. Zabolotnyy, V. B. Disentangling surface and bulk photoemission using circularly polarized light. Phys. Rev. B. 76, 024502 (2007).
  8. Kordyuk, A. A., Borisenko, S. V., Kim, T. K., Nenkov, K. A., Knupfer, M., Fink, J., Golden, M. S., Berger, H., Follath, R. Origin of the Peak-Dip-Hump Line Shape in the Superconducting-State (π,0) Photoemission Spectra of Bi2Sr2CaCu2O8. Phys. Rev. Lett. 89, 077003 (2002).
  9. Inosov, D. S., Fink, J., Kordyuk, A. A., Borisenko, S. V., Zabolotnyy, V. B., Schuster, R., Knupfer, M., B?chner, B., Follath, R., D?rr, H. A., Eberhardt, W., Hinkov, V., Keimer, B., Berger, H. Momentum and Energy Dependence of the Anomalous High-Energy Dispersion in the Electronic Structure of High Temperature Superconductors. Phys. Rev. Lett. 99, 237002 (2007).
  10. Inosov, D. S., Schuster, R., Kordyuk, A. A., Fink, J., Borisenko, S. V., Zabolotnyy, V. B., Evtushinsky, D. V., Knupfer, M., B?chner, B., Follath, R., Berger, H. Excitation energy map of high-energy dispersion anomalies in cuprates. Phys. Rev. B. 77, 212504 (2008).
  11. Hüfner, S. Photoelectron Spectroscopy, Principles and Applications. , 2nd Edition, Springer Verlag. Heidelberg. (1996).

Tags

פיסיקה גיליון 68 כימיה להקות אלקטרוני אנרגיה מבנה פסים של מוצקים חומרים מוליכים פיזיקת מצב מוצקה ARPES angle-resolved photoemission synchrotron הדמיה
Angle-resolved ספקטרוסקופיה Photoemission בטמפרטורות נמוכות במיוחד
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Borisenko, S. V., Zabolotnyy, V. B., More

Borisenko, S. V., Zabolotnyy, V. B., Kordyuk, A. A., Evtushinsky, D. V., Kim, T. K., Carleschi, E., Doyle, B. P., Fittipaldi, R., Cuoco, M., Vecchione, A., Berger, H. Angle-resolved Photoemission Spectroscopy At Ultra-low Temperatures. J. Vis. Exp. (68), e50129, doi:10.3791/50129 (2012).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter