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硅插层法实现单层蓝磷的合成
摘要： 完全合成的二维（2D）材料的增长可以进一步扩大天然层状固体的材料库，并为设计具有精细可调性能的材料提供机会。其中，元素二维材料的合成尤其引人关注，因为它们代表了化学上最简单的情况，并作为探索表面合成机制的模型系统。在此，通过在Au(111)上对蓝磷-金（BlueP-Au）合金进行硅插层，合成了一种纯原子级薄的蓝磷（BlueP）单层。通过低温扫描探针显微镜在原子尺度上表征了插层过程，并通过基于同步辐射的X射线光电子能谱测量进一步验证。通过角分辨光电子能谱清晰地揭示了从蓝磷-金合金到硅插层蓝磷的能带结构演变，并通过密度泛函理论计算进一步验证。
关键词： 分子束外延、扫描隧道显微镜、硅插层、单层蓝磷、角分辨光电子能谱
更新于2025-09-16 10:30:52
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通过连续掺杂铜氧化物的原位角分辨光电子能谱揭示的节点色散异常掺杂演化
摘要： 我们通过高温超导体Bi2Sr2CaCu2O8+x连续掺杂表面的原位角分辨光电子能谱研究，揭示了节点色散的系统性掺杂演化过程，发现节点色散存在三个具有本质差异的区段——分别由位于约10 meV和约70 meV处的两个扭折点分隔。这三个区段具有不同的能带速度及掺杂依赖性。特别值得注意的是，在欠掺杂区域，高能区段的能带速度随掺杂浓度降低呈单调递增趋势，甚至可能超过裸能带速度。我们认为电子分数化可能是导致这种异常节点色散的原因，并可能在理解铜氧化物超导体的奇异特性中发挥关键作用。
关键词： 电子分数量子化、高温超导体、节点色散、角分辨光电子能谱、铜氧化物超导体
更新于2025-09-12 10:27:22
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InP表面氧化诱导聚合及其对光电子应用的影响
摘要： 磷化铟（InP）是光电子学和光电化学器件等能量转换应用领域研究最深入的材料之一。该材料——以及更广泛的III-V族半导体——长期面临的挑战在于理解和控制表面氧化物的形成，这会显著影响器件的功能、性能和耐久性。我们结合先进的环境压力X射线光电子能谱（APXPS）原位技术和第一性原理模拟，揭示了InP(001)表面氧化过程的机理。通过直接对表面模型进行第一性原理光谱计算来解读APXPS结果，并通过对比计算和测量的功函数，我们提供了热氧化物化学演变的客观图景。在低温（<573K）下，氧气暴露主要导致形成分散的交联POx单元（厚度为亚单层），这些单元生长为动力学受限的表面层非晶二维薄膜。温度升高（>573K）会导致POx单元聚合，并形成复杂的非均匀三维表面氧化物网络，该网络向表面逐渐富铟贫磷。最终，通过一种迄今未报道的耦合电荷转移异构转化机制加速磷流失，在773K下形成具有截然不同光电特性和热载流子传输特性的厚非晶类In2O3氧化物。除阐明表面氧化的复杂机理外，我们的结果表明可通过利用热力学与动力学因素的竞争来有目的地调控氧化物组成。
关键词： 磷化铟、角分辨光电子能谱、表面氧化、第一性原理模拟、光电化学器件、光电子学
更新于2025-09-11 14:15:04
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通过原位角分辨光电子能谱研究铜氧化物连续掺杂表面提取紧束缚参数
摘要： 最近我们开发了一种臭氧/真空退火技术，可连续改变Bi2Sr2CaCu2O8+x表面的掺杂水平，并通过原位角分辨光电子能谱[arXiv: 1805.06450]在一个表面上测量到近乎完整的超导穹顶。本文采用该技术与紧束缚拟合相结合的方法，研究了Bi2Sr2CaCu2O8+x电子结构的演化过程。通过提取紧束缚参数来研究其随掺杂的演变规律。
关键词： 铜氧化物、掺杂演化、角分辨光电子能谱、电子结构、紧束缚模型
更新于2025-09-10 09:29:36
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低对称性二维GeSe的面内光学各向异性
摘要： 作为二维材料家族的新成员，硒化锗（GeSe）因其低对称性晶体结构所产生的独特面内各向异性振动、电学及光学特性，近期引起了广泛关注。在这些各向异性中，光学各向异性作为调控二维材料光电特性的新自由度，对实际应用具有重要意义。然而，目前对GeSe光学各向异性的基础认知仍在探索阶段，这严重限制了其在偏振敏感光学系统中的应用。本研究系统报道了GeSe的面内光学各向异性，包括其各向异性光吸收、反射、消光和折射特性。通过角分辨光电子能谱首次实验观测到GeSe的各向异性能带结构，阐明了光学各向异性的起源。进一步分别利用方位角依赖的反射差分显微镜和偏振分辨光学显微镜，通过GeSe薄片的方位角相关光学对比度直接观测到其各向异性反射与折射现象。最终，基于GeSe的光电探测器因本征线二色性展现出偏振敏感的光响应特性。本研究为理解GeSe的光学各向异性提供了基础信息，有力推动了新型GeSe基光学与光电器件应用的探索。
关键词： 偏振分辨光学显微镜、方位角依赖反射差分显微镜、双折射、角分辨光电子能谱、一硒化锗
更新于2025-09-10 09:29:36
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2016年欧洲显微镜学大会论文集 || 少层过渡金属二硫化物的电子结构是否总是二维的？
摘要： 通过角分辨光电子能谱（ARPES）研究了过渡金属二硫化物（TMDs）的电子结构。我们观测到一类新型层状材料，其厚度可调控至单层。与更广为人知的石墨烯相比，TMDs属于半导体材料，在需要能隙的应用中更具优势。研究结果表明：TMDs的电子结构高度依赖于层数——当厚度减至单层时，其带隙会从间接带隙转变为直接带隙。这一转变伴随着光致发光强度的显著增强，使得单层TMDs成为光电子应用领域极具前景的候选材料。
关键词： 角分辨光电子能谱、带隙工程、电子结构、光电子应用、过渡金属二硫化物
更新于2025-09-10 09:29:36
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用于光电化学太阳能燃料生产的黄铜矿半导体CuInTe2单晶生长与表征
摘要： 过渡金属硫族化合物是光电极应用于光电化学（PEC）制氢领域的一类前景广阔的材料?；仆蟀氲继宄て诿媪俚奶粽皆谟冢河捎谄湎喽越细叩哪艽逗妥孕斓礼詈希⊿OC）效应，无论是实验还是理论上都难以表征其电子结构。本研究展示了CuInTe2单晶材料——其光学测量所得的较小带隙值0.9±0.03 eV，使得结合自旋轨道耦合的第一性原理计算与角分辨光电子能谱（ARPES）技术能够实现电子结构表征。ARPES测量显示该材料具有陡峭的能量色散能带，带速达到2.5-5.4×10? m/s，接近极高导电性材料石墨烯的50%。此外，我们将CuInTe2单晶制成电极，通过实验测定价带顶能量并验证了其用于水氧化还原反应的热力学适配性。本工作提供的电子结构表征与能带边缘位置数据，从动力学和热力学角度证实了CuInTe2作为析氢反应优质候选材料的潜力。
关键词： 光电化学氢气生成、电子结构、自旋轨道耦合、黄铜矿半导体、带速、价带顶能量、过渡金属硫族化合物、角分辨光电子能谱、水氧化还原化学、CuInTe2
更新于2025-09-10 09:29:36
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高分辨率角分辨光电子显微镜的精确高效数据采集方法
摘要： 角分辨光电子能谱（ARPES）是材料科学中一项强大的实验技术，因为它能直接探测固体内部能量（E）和动量（k）空间中的电子态。作为一项先进技术，采用精细聚焦光源的空间分辨ARPES（高分辨ARPES显微术）因其能在微米或纳米尺度获取局域电子信息而日益受到关注。然而，要保证在合理测量时间内确定平移和旋转位置的高精度，仍存在若干技术挑战。本文提出两种在高分辨ARPES显微术中实现k空间映射与实空间成像的方法：其一是通过补偿旋转位移来保持样品旋转过程中目标位置不变的k空间映射测量法（追踪采集法）；其二是能显著缩短总采集时间的实空间成像测量法（扫描采集法）。我们通过多个实例证明这些方法既能提高k空间映射的精确度，又能提升实空间成像的效率，从而增强高分辨ARPES显微术的整体通量。
关键词： k空间映射、角分辨光电子能谱（ARPES）、实空间成像、角分辨光电子能谱、高分辨角分辨光电子能谱显微镜
更新于2025-09-09 09:28:46
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掺杂镧和铑的相干与非相干能带
摘要： 在Sr2IrO4和Sr3Ir2O7中，关联效应、磁性和自旋轨道耦合在相近能量尺度上相互竞争，为研究金属-绝缘体转变（MIT）提供了新视角。我们通过角分辨光电子能谱技术，分别采用Ir/Rh和Sr/La替代法对Sr3Ir2O7进行空穴与电子掺杂，系统研究了其MIT行为。研究发现：费米能级两侧上下能带间的能隙随掺杂浓度增加从0.2 eV显著减小至0.05 eV。虽然这两个能带在能带结构计算中均有对应，但其相干性存在显著差异——上能带呈现清晰的准粒子峰，而下能带则展宽严重且随掺杂减弱。此外，两者的ARPES光谱权重具有不同周期性，进一步证实其本质差异。我们认为Sr2IrO4中存在类似情况，并得出这两类材料体系物理本质相同的结论。
关键词： 相干性、Sr3Ir2O7、金属-绝缘体转变、非相干性、角分辨光电子能谱、掺杂
更新于2025-09-09 09:28:46
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功能性氧化物中的狄拉克节线与平带表面态
摘要： 二氧化钌在电催化中的高效性与稳定性使其成为基础研究与工业界高度关注的焦点材料。其表面功能特性源于电子与磁学性质——这些性质由晶格对称性、自旋旋转对称性及时间反演对称性的复杂相互作用，以及库仑能与动能的竞争共同决定。理论预测这种相互作用会形成狄拉克节线网络（DNLs），即价带与导带在动量空间中沿连续曲线相交。本研究通过角分辨光电子能谱首次直接观测到二氧化钌中存在三条狄拉克节线。这些节线衍生出一种可通过静电环境灵活调控的平带表面态，为研究奇异关联现象提供了独特平台。我们的发现证实了二氧化钌具有高自旋霍尔电导率与体相磁性特征，这很可能与其催化性能密切相关。
关键词： 二氧化钌、角分辨光电子能谱、电催化、平带表面态、狄拉克节线
更新于2025-09-09 09:28:46