研究目的
利用角分辨光电子能谱研究孪晶与解孪晶BaFe2As2的能带结构,以识别有序态中复杂的重构能带结构,包括向列分裂和磁折叠效应。
研究成果
该研究实现了对正常态和有序态下BaFe2As2的完整能带指认,观测到dxz与dyz轨道的向列分裂及磁折叠现象。在布里渊区角附近发现了约100 meV的动量依赖性向列分裂。高质量数据及多方向综合测量提供了对能带结构的详细认知,对其他铁基超导体具有启示意义。
研究不足
自旋轨道耦合和SDW能隙的影响使得精确测定向列相能带分裂的动量依赖性具有挑战性。角分辨光电子能谱(ARPES)的表面敏感性可能因潜在的表面污染或重构而影响测量结果。
1:实验设计与方法选择:
采用角分辨光电子能谱(ARPES)研究能带结构。在有序态(20 K)和正常态(150 K)下,沿四个高对称动量方向(Γ-X、Γ-Y、Z-X、Z-Y)对孪晶与去孪晶样品进行测量。使用线偏振水平(LH)和线偏振垂直(LV)极化光探测不同轨道特性。
2:样品选择与数据来源:
通过自熔剂法生长高质量BaFe2As2单晶。样品在30 K以下原位解理。数据采集于斯坦福同步辐射光源5-2光束线。
3:实验设备与材料清单:
5-2光束线的ARPES装置、压电去孪晶设备、BaFe2As2单晶、47 eV光子能量、优于12 meV的能量分辨率、0.1°的角分辨率、低于5×10^{-11} Torr的本底压强。
4:1°的角分辨率、低于5×10^{-11} Torr的本底压强。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:通过压电设备施加单轴压缩压力安装并去孪晶样品。采用LH和LV极化光获取ARPES谱图。在特定温度和动量截面上测量,通过二阶导数处理数据以突显能带色散。
5:数据分析方法:
利用能量分布曲线(EDCs)和二阶导数分析能带色散。采用紧束缚模型进行能带归属,并与既往研究和理论预测进行对比。
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ARPES
beamline 5-2
Stanford Synchrotron Radiation Lightsource
Used for angle-resolved photoemission spectroscopy measurements to study band structure.
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detwinning device
Used to apply compressive uniaxial pressure to detwin single crystals.
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piezoelectric stacks
Part of the detwinning device to apply pressure.
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strain gauge
Used to measure applied strain.
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