新型高分辨率电子能量损失谱仪与表面元激发研究

朱学涛; 郭建东

doi:10.7498/aps.67.20180689

物理学报

新型高分辨率电子能量损失谱仪与表面元激发研究

朱学涛, 郭建东. 2018: 新型高分辨率电子能量损失谱仪与表面元激发研究, 物理学报, 67(12): 221-234. doi: 10.7498/aps.67.20180689

引用本文:

朱学涛, 郭建东. 2018: 新型高分辨率电子能量损失谱仪与表面元激发研究, 物理学报, 67(12): 221-234. doi: 10.7498/aps.67.20180689

Zhu Xue-Tao, Guo Jian-Dong. 2018: Development of novel high-resolution electron energy loss spectroscopy and related studies on surface excitations, Acta Physica Sinica, 67(12): 221-234. doi: 10.7498/aps.67.20180689

Citation:

Zhu Xue-Tao, Guo Jian-Dong. 2018: Development of novel high-resolution electron energy loss spectroscopy and related studies on surface excitations, Acta Physica Sinica, 67(12): 221-234. doi: 10.7498/aps.67.20180689

新型高分辨率电子能量损失谱仪与表面元激发研究

中国科学院物理研究所, 表面物理国家重点实验室, 北京 100190;北京凝聚态物理国家研究中心, 北京 100190

Development of novel high-resolution electron energy loss spectroscopy and related studies on surface excitations

摘要: 高分辨率电子能量损失谱仪利用单色平行电子束入射样品表面,与表面吸附基团的化学键振动、表面声子、电子及其集体激发模式等相互作用而被散射,通过分析散射电子的能量和动量,可以测量表面化学键、晶格动力学、电子态占据以及表面等离激元等的精确信息,是表面科学研究的有力工具.最近,能够对电子能量、动量做二维成像探测分析的半球形电子能量分析器被引入电子能量损失谱仪,实现了高能量、动量分辨率的高效率测量.在对FeSe/SrTiO3界面超导增强物理机制的研究中,不同厚度的FeSe膜表面的电子能量损失谱表明衬底光学声子产生的偶极电场能够穿透到薄膜内部,诱导较强的电子-声子耦合作用,从而增强薄膜中电子的配对作用,进而使超导转变温度显著提高.三维拓扑绝缘体Bi2 Se3表面大动量范围的电子能量损失谱还显示出一支奇异的电子集体激发模式,其色散特征不受晶格周期性的限制,而且其寿命和强度几乎不随动量的增加而衰减.这说明在拓扑绝缘体表面,不仅是狄拉克电子态本身,其集体激发也受到拓扑保护.充分发挥新型电子能量损失谱仪观测表面元激发分辨率高、动态范围大的优势,将有力地推动表面界面凝聚态物理问题研究的深入和发展.
- 高分辨率电子能量损失谱 /
- 界面超导增强 /
- 表面等离激元 /
- 电子-声子耦合

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新型高分辨率电子能量损失谱仪与表面元激发研究

中国科学院物理研究所, 表面物理国家重点实验室, 北京 100190;北京凝聚态物理国家研究中心, 北京 100190

关键词:

摘要: 高分辨率电子能量损失谱仪利用单色平行电子束入射样品表面,与表面吸附基团的化学键振动、表面声子、电子及其集体激发模式等相互作用而被散射,通过分析散射电子的能量和动量,可以测量表面化学键、晶格动力学、电子态占据以及表面等离激元等的精确信息,是表面科学研究的有力工具.最近,能够对电子能量、动量做二维成像探测分析的半球形电子能量分析器被引入电子能量损失谱仪,实现了高能量、动量分辨率的高效率测量.在对FeSe/SrTiO3界面超导增强物理机制的研究中,不同厚度的FeSe膜表面的电子能量损失谱表明衬底光学声子产生的偶极电场能够穿透到薄膜内部,诱导较强的电子-声子耦合作用,从而增强薄膜中电子的配对作用,进而使超导转变温度显著提高.三维拓扑绝缘体Bi2 Se3表面大动量范围的电子能量损失谱还显示出一支奇异的电子集体激发模式,其色散特征不受晶格周期性的限制,而且其寿命和强度几乎不随动量的增加而衰减.这说明在拓扑绝缘体表面,不仅是狄拉克电子态本身,其集体激发也受到拓扑保护.充分发挥新型电子能量损失谱仪观测表面元激发分辨率高、动态范围大的优势,将有力地推动表面界面凝聚态物理问题研究的深入和发展.