共振非弹性X射线散射揭示Ta$_2$NiSe$_5$跨结构相变的电子结构演化
强关联电子
2021-06-30 v1
摘要
我们利用Ta和Ni的边的高能量分辨率共振非弹性X射线散射（RIXS）来绘制TaNiSe跨相变的元素分辨粒子-空穴激发。我们的结果揭示了低能谱中动量依赖的类能隙特征，这与基于低温单斜和高温正交结构电子结构的ab initio估计所得到的元素分辨联合态密度计算中的能带隙吻合良好。在以下，RIXS能量-动量图在布里渊区中心显示出最小能隙（ 0.16 eV），证实TaNiSe在其低温基态具有直接能带隙。然而，在能隙内部，未能识别出能量尺度与能隙大小相当的预期的集体模式特征。当温度升高到以上时，尽管区中心的能隙闭合，有限动量处的RIXS图仍具有低温图的总体特征，表明导带和价带中Ta与Ni轨道之间存在实质性混合，且这种混合在相变过程中未发生显著变化。我们的实验观测以及与理论计算的比较进一步支持如下结论：TaNiSe中的相变及相应的能隙打开本质上主要是结构性的，可能伴有来自假想激子凝聚的微小贡献。
引用
@article{arxiv.2106.08465,
title = {Evolution of the electronic structure in Ta$_2$NiSe$_5$ across the structural transition revealed by resonant inelastic x-ray scattering},
author = {Haiyu Lu and Matteo Ross and 1Jung-ho Kim and Hasan Yavas and Ayman Said and Abhishek Nag and Mirian Garcia-Fernandez and Stefano Agrestini and Kejin Zhou and Chunjing Jia and Brian Moritz and Thomas P. Devereaux and Zhi-Xun Shen and Wei-Sheng Lee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.08465},
year = {2021}
}
备注
The manuscript has been accepted by Physical Review B