04_zones_2018_feb23 (1182292), страница 9

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

Фотоэлектроны собираются системой электростатических линз и попадают ванализатор, где по разному отклоняются магнитным полем в зависимости от угла вылета иэнергии. Распределение электронов на детекторе позволяет восстановить информацию обстр. 35 из 38v.23.02.2018энергии и направлении вылета фотоэлектронов, откуда, как мы уже рассмотрели, находитсяспектр электронов.Рисунок 19: Схема установки для фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением.Из статьи [9].Рисунок 20: Фотография установки для фотоэмиссионной спектроскопии с угловымразрешением на синхротроне BESSY (Берлин).

Установка позволяет достигатьмонохроматичности фотонов в пределах 1 мэВ, анализировать энергию фотоэлектронов сразрешением 1 мэВ и проводить исследования при температуре ниже 1К. Из презентациипроф.С.В.Борисенко (IFW-Dresden).стр. 36 из 38v.23.02.2018Рисунок 21 Серии распределения фотоэлектронов по энергии для различных импульсовфотоэлектронов. Рисунки (a) и (b) соответствуют сканированию вдоль направленийΓ−M −Γ и M − X в k-пространстве. Энергия падающих фотонов 28 эВ. Температура10К. Из статьи [9].Рисунок 22 Слева: экспериментально измеренное методом ARPES сечение фермиповерхности. Справа: расчёт зонной структуры.

Из статьи [9].стр. 37 из 38v.23.02.2018В качестве примера экспериментальных данных приведём данные по сверхпроводящемусоединению Sr2RuO4 [9]. В этом соединении (переходящем при низкой температуреT c ≈1 K в сверхпроводящее состояние необычного типа [10]) уровень химпотенциалапересекает три энергетические зоны, что приводит к формированию сложной фермиповерхности из трёх «листов». Проводящие свойства этого соединения связаны сдвумерными слоями рутения и кислорода в кристаллографической плоскости (ab), такаядвумерная структура проводящих слоёв родственна сверхпроводящим ВТСП-купратам.Поэтому геометрия ферми-поверхности в основном определяется проекцией волновоговектора электрона на плоскость проводящего слоя, что делает задачу в каком-то смыследвумерной и облегчает интерпретацию данных.На рисунке 21 показаны серии спектров фотоэлектронов для разных углов вылета из образца(угол вылета откладывался так, что проекция волнового вектора электрона на плоскостьдвумерных слоёв сканировала k-пространство в направлениях Γ−M −Γ и M −X порисунку 22).

Энергия фотона в этих опытах составляла 28эВ. Каждый спектр — этозависимость от энергии числа фотоэлектронов с такой энергией, распространяющихся ввыбранном направлении. На распределении фотоэлектронов по энергии наблюдается плавноенерезонасное возникновение фототока на нулевой (по шкале рисунка 21) энергии.

Эта точкасоответствует фотоэлектронам выбитым с самой поверхности Ферми, они имеютнаибольшую энергию из всех фотоэлектронов. Так как энергия фотона известна, по этойточке можно определить работу выхода. Смещение нуля отсчёта энергии в эту точку означаетизмерение энергии электронов в образце «вглубь» от поверхности Ферми.На распределении фотоэлектронов по энергии наблюдаются чёткие резонансные максимумы(рисунок 21) при определённых значениях угла вылета.

Это именно те особенности, прокоторые мы говорили выше — энергия фотона совпала с расстоянием между ветвями спектраэлектрона, выбитые из своей зоны электроны попали в разрешённые состояния и достигаютповерхности в большем количестве. Момент, когда резонансные максимумы попадают наэнергию фотоэлектронов, соответствующую фотоэффекту с уровня Ферми, соответствуеттому, что в этот момент энергии Ферми соответствуют электроны с совершенно чёткоопределёнными значениями волнового вектора — то есть найдена одна из точек фермиповерхности.

Проведя серию таких измерений в разных взаимных ориентациях образца идетектора можно восстановить ферми-поверхность (рисунок 22).стр. 38 из 38v.23.02.2018.

Характеристики

Список файлов лекций