Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków
23
Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków FOTOEMISYJNE STANY ELEKTRONOWE FOTOEMISYJNE STANY ELEKTRONOWE PEROWSKITÓW MANGANOWYCH I PEROWSKITÓW MANGANOWYCH I MAGNETYTU MAGNETYTU Andrzej Andrzej Kołodziejczyk Kołodziejczyk Zakład Fizyki Ciała Zakład Fizyki Ciała Stałego Stałego XI Krajowa Szkoła Nadprzewodnictwa pt. "Zjawiska kolektywne i ich współzawodnictwo” Kazimierz Dolny 26-29 Wrzesień 2005
description
Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków. FOTOEMISYJNE STANY ELEKTRONOWE PEROWSKITÓW MANGANOWYCH I MAGNETYTU. Andrzej Kołodziejczyk Zakład Fizyki Ciała Stałego. XI Krajowa Szkoła Nadprzewodnictwa pt. "Zjawiska kolektywne i ich współzawodnictwo” - PowerPoint PPT Presentation
Transcript of Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków
Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej
Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków
FOTOEMISYJNE STANY ELEKTRONOWE FOTOEMISYJNE STANY ELEKTRONOWE PEROWSKITÓW MANGANOWYCH I PEROWSKITÓW MANGANOWYCH I
MAGNETYTUMAGNETYTU
Andrzej KołodziejczykAndrzej Kołodziejczyk
Zakład Fizyki Ciała StałegoZakład Fizyki Ciała Stałego
XI Krajowa Szkoła Nadprzewodnictwa pt. "Zjawiska kolektywne i ich współzawodnictwo”
Kazimierz Dolny 26-29 Wrzesień 2005
A. Einstein, AdP 17, 132 (1905) 17 Marzec 1905Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt
O heurystycznym podejściu do zjawiska emisji i przemian światła
1_Pompa2_Lampa He3_Komora analizy4_Manipulator próbki5_6 Uchwyt próbki
Spektrometr ARUPSOmicron
METALE: POWIERZCHNIE FERMIEGO
Na Cu Fe
kx
ky
kz
Model metalu: 3 wymiarowa nieskończona studnia potencjału
x
y
z
V=0
V=
Lz
Ly
Lx
22
2z
2y
2x
2
k km2
)kkk(m2
E
)L
,L
(k),L
,L
(k),L
,L
(kzz
zyy
yxx
x
Powierzchnia Fermiego dla elektronów w nieskończonej studni potencjału jest kulą
Metody wyznaczania powierzchni Fermiego
Bardzo wiele własności fizycznych
ciał stałych zależy od
topologii powierzchni Fermiego.
ARUPS stosuje się w tym celu
jako jedną z najowocniejszych metod.
Cztery metody stosuje się aby z widma ARUPS wyznaczyć wektory Fermiego kF czyli energię Fermiego EF:
1) Maksimum natężenia w EF
2) Maksimum gradientu po energii ze scałkowanego natężenia
3) Metoda Delta T
4) Z ekstrapolacji krzywej dyspersji do EF
Mierzymy I(Ek,)
Wyznaczamy: z praw zachowania energii i pędu energię i pęd elektronów wewnątrz ciała stałego E(k)
Ek = hv - P – E k// = 2m/h Ek sin cos
Y
ARUPS YBCO
1000 800 600 400 200 0
Mn:L
MM
Mn:3
s
O:K
LLa:3
d
Mn:2
p
O:1
s
Ca:2
p
C:1
s
La:4
p
La:4
d
(La,Tb)CaMnO
LaCaMnO
LaCa(MnFe)O
cou
nts
[
arb
.u.]
Binding Energy [ eV ]
XPS polikryształów
10 5 0
LaCaMnO
LaCa(MnFe)O
V.B.
co
un
ts [
arb
.u.
]
Binding Energy [ eV ]
-12 -9 -6 -3 0
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
= 40o
coun
ts
Binding energy (eV)-10 -8 -6 -4 -2 0
0
2000
4000
6000
8000
10000
= 60o
= 50o
= 40o
= 30o
= 20o
= 10o
= 0o
= 40o
Cou
nts
Binding energy (eV)
Widmo ARUPS dla warstw LaCaMnO i LaCeMnO
-10 -5 0
0
2000
LaCaCoO3
=0 o, =40 o
=20 o, =20 o
=40 o, =0 o
cou
nts
Binding Energy / eV
ARUPS kryształów LaCaCoO3
10 5 0
LaCaMnO
LaCa(MnFe)O
V.B.
cou
nts
[ a
rb.u
. ]
Binding Energy [ eV ]
-10 -5 0
0
2000
LaCaCoO3
=0 o, =40 o
=20 o, =20 o
=40 o, =0 o
cou
nts
Binding Energy / eV
-10 -8 -6 -4 -2 0
0
2000
4000
6000
8000
10000
= 60o
= 50o
= 40o
= 30o
= 20o
= 10o
= 0o
= 40o
Cou
nts
Binding energy (eV)
-12 -9 -6 -3 0
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
= 40o
coun
ts
Binding energy (eV)
-10 -5 0
0
2000
4000
6000
B B
LaCaCoO3
80 o70 o50 o40 o
30 o
= 20 o
= 20 o
cou
nts
Binding Energy / eV
ARUPS
-10 -5 0
0
2000
Data: T20FI80_BModel: Gauss Equation: y=y0 + (A/(w*sqrt(PI/2)))*exp(-2*((x-xc)/w)^2) Weighting:y No weighting Chi^2/DoF = 2433.27556R^2 = 0.99079 y0 0 ±0xc1 -1.3102±0.05919w1 0.81222 ±0.11817A1 158.8709 ±21.49517xc2 -3.05257 ±0.0282w2 1.23874 ±0.07463A2 820.05335 ±83.36463xc3 -5.2508±0.04319w3 2.56797 ±0.09965A3 2668.18871 ±112.51238xc4 -11.07636 ±0.0567w4 4.78219 ±0.14834A4 4229.72082 ±121.32075xc5 -14.21413 ±0.00562w5 1.44035 ±0.0179A5 3446.74421 ±70.49022
LaCoO3
80 o
= 20 o
co
unts
Binding Energy / eV
Mn3d-eg
-1,-6, -9 eV
Mn3d-t2g
-3, -5, -7 eV
-2,0 -1,5 -1,0 -0,5 0,0
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
= 20 o, = 20 o
LaCaCoO3
cou
nts
Binding Energy / eV
Eonset = 0.37 eV
-15 -12 -9 -6 -3 0 3-500
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Y A
xis
Titl
e
X Axis Title
G
T40
T50
T60
=0-16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Y A
xis
Titl
e
X Axis Title
G
-15 -10 -5 0
Kinetic energy [eV]
Cou
nts
[ a.u
. ]
XPSFe
3-xTi
xO
4
x=0.02
Binding energy [ eV ]
Fe3-x
ZnxO
4
x=0.03
XPS
Cou
nts
[ a.u
. ]
B
A
Fe: L2,3-M
4,5M4,5
FeO
Fe2O
3
Fe3-x
ZnxO
4
x=0.008
Cou
nts
[ a.u
. ]6 8 0 6 9 0 7 0 0 7 1 0 7 2 0
-730 -720 -710
S
Fe3-x
ZnxO
4 x=0.008
Fe:2p1/2 Fe:2p
3/2
Binding Energy [ eV ]
Fe3-x
TixO
4 x=0.02
Fe3-x
ZnxO
4 x=0.03
co
unt
s [
a.
u. ]
SFe2O
3
SFe
xO
Fe3O
4
Fe3-x
ZnxO
4
x=0.008 He-I
Fe:3dO:2p
XPSFe3-x
ZnxO
4
x=0.008
XPS/UPS
Fe3O4
-10 -5 0
0
5000
10000
20 o18 o16 o14 o12 o10 o
8 o
6 o4 o2 o
0 o-2 o
-4 o-6 o
-8 o
-10 o
-12 o
-14 o
-16 o
-18 o
= -20 o
= 60 o
cou
nts
Binding Energy / eV
-10 -5 0
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
= 60 o
= 4 o
coun
ts
Binding Energy / eV
d6 - d5 Fe2+ (B)
-2,0 -1,8 -1,6 -1,4 -1,2 -1,0 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0,00
100
200
300
400
500
600
700
800
= 60 o = 4 o
coun
ts
Binding Energy / eV
Eon = 40 meV
ARUPS Fe3O4
exp(Eon/kBTV)
