费米面层析成像
材料科学
2024-03-15 v1 超导电性
摘要
费米面是定义固体中电子占据能量的三维（3D）抽象界面，对于表征和预测晶态金属与半导体的热学、电学、磁学和光学性质十分重要[1]。角分辨光电子能谱（ARPES）是唯一通过测量单色光逐出的光电子的能量和角分布中的费米动量（kF）来直接探测费米面的技术[2]。现有的电子分析器能够同时确定若干 kF 矢量，但当前的技术限制禁止直接的高分辨率 3D 费米面映射。因此，不存在此类数据集，这严重限制了我们对费米面的认知，并阻碍与当今广泛可用的计算 3D 费米面进行详细比较。在此我们展示，使用基于傅里叶电子光学与探测器减速场相结合的更简易仪器，可以在极短时间区间内以非常高分辨率执行 3D 映射。我们呈现了沿 kz 方向在全布里渊区中记录的首个详细实验 3D 费米面，以及其他展现我们技术多重优势的实验结果。结合包括同步辐射在内的各种光源，我们的方法与仪器为物理与生命科学中的高分辨率 ARPES 提供了新机遇。
引用
@article{arxiv.2105.15055,
title = {Fermi surface tomography},
author = {Sergey Borisenko and Alexander Fedorov and Andrii Kuibarov and Marco Bianchi and Volodymyr Bezguba and Paulina Majchrzak and Philip Hofmann and Peter Baumgärtel and Vladimir Voroshnin and Yevhen Kushnirenko and Jaime Sanches-Barriga and Andrey Varykhalov and Ruslan Ovsyannikov and Igor Morozov and Saicharan Aswartham and Oleg Feya and Luminita Harnagea and Sabine Wurmehl and Alexander Kordyuk and Alexander Yaresko and Helmuth Berger and Bernd Büchner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.15055},
year = {2024}
}
备注
14 pages, 4 figures