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通过角分辨光电子能谱、扫描隧道谱和密度泛函理论

DOI：10.1103/PhysRevB.98.195425 期刊：Physical Review B 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 在可变温度角分辨光电子能谱（ARPES）、扫描隧道谱（STS）和密度泛函理论（DFT）计算的框架下，研究了呈现金属-绝缘体转变及一系列不同电荷密度波（CDW）相变的1T-TaS2电子结构。对于公度电荷密度波相（CCDW），估算出莫特能隙为0.4 eV，并观测到能量间隙（(cid:2)CCDW,1、(cid:2)CCDW,2、(cid:2)B3-HHB、(cid:2)B4-B3）。在近公度电荷密度波相（NCCDW）中，识别出高/低能哈伯德带的残余态以及布里渊区Γ点抛物线型能带相关的显著电子态。非公度电荷密度波相（ICCDW）显示费米能级处具有较高的局域态密度，且在费米能级上方0.15-0.20 eV范围内存在非常显著的金属表面态边缘。所获STS与ARPES结果与包含自旋轨道耦合的DFT理论计算结果一致。
作者： I. Lutsyk，M. Rogala，P. Dabrowski，P. Krukowski，P. J. Kowalczyk，A. Busiakiewicz，D. A. Kowalczyk，E. Lacinska，J. Binder，N. Olszowska，M. Kopciuszynski，K. Szalowski，M. Gmitra，R. Stepniewski，M. Jalochowski，J. J. Kolodziej，A. Wysmolek，Z. Klusek
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

利用角分辨光电子能谱（ARPES）、扫描隧道显微镜/谱（STS）和密度泛函理论（DFT）计算，研究1T-TaS2在金属-绝缘体转变及不同电荷密度波相中的电子结构。

研究成果

该研究全面揭示了1T-TaS2在金属-绝缘体转变及不同电荷密度波相中的电子结构特征。CCDW相呈现0.4电子伏特的莫特能隙，NCCDW相则显示出哈伯德能带的残余特征。ICCDW相具有金属性，其金属表面态在费米能级上方呈现显著边缘态。实验结果与密度泛函理论计算相符，凸显了自旋轨道耦合对1T-TaS2电子结构的重要影响。

研究不足

该研究的局限性在于高温测量的技术挑战，以及由于ICCDW相的不共格特性，使用DFT精确建模该相的复杂性。

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