Untitled - Materials Science Institute of Madrid - Consejo Superior de ...

10. Determinación de la superficie de
Fermi de superconductores BISCO
mediante fotoemisión de alta resolución
en energía empleando la radiación sincrotrón
En los últimos años en LURE, nuestro grupo ha desarrollado
un método alternativo al tradicional uso de la
técnica de fotoemisión resuelta en ángulo (ARUPS), que
permite determinar directamente contornos de la
Superficie de Fermi de materiales metálicos ordenados.
Esta técnica consiste básicamente, en la obtención de
barridos automáticos de grandes porciones del espacio
reciproco para una energía de fotoelectrón. En este
caso podemos obtener imágenes bidimensionales de la
intensidad del fotoelectrón en función del vector de
onda paralelo a la superficie. Haciendo uso de la técnica
ARUPS y empleando la radiación sincrotrón, hemos
realizado un mapa completo en el espacio-k de la
Superficie de Fermi de Bi2Sr2CaCu2O8+ (Bi2212),
superconductor de alta temperatura para el dopaje
óptimo de densidades de huecos (Tc=91 K). Hemos
medido la Superficie de Fermi de Bi2212 para una geometría
par e impar empleando la técnica de fotoemisión
de barrido en ángulo haciendo uso de la radiación
sincrotrón. Hemos utilizado esta aproximación para
discriminar los efectos de elemento matriz debidos a la
polarización del haz. El resultado permite una identificación
clara de los elementos más relevantes relacionados
con excitaciones de cuasi-partículas en los superconductores
de alta temperatura [1-3].
10. Fermi surface determination of BISCO
superconductors using a high energy
resolution synchrotron radiation photoemission
During the last few years at LURE, our group has developed
an alternative method to the traditional angleresolved
photoemission (ARUPS), which allows to determine
directly contours of the Fermi Surface of any ordered
metallic material. This technique basically consists
in scanning automatically large portions of the reciprocal
space at fixed photoelectron energy. In this way we
can record two-dimensional images of photoelectron
intensity as a function of the wave vector parallel to the
surface. By synchrotron radiation ARUPS, we have performed
a complete k-space mapping of the Fermi
Surface of a Bi2Sr2CaCu2O8+ (Bi2212) high Tc superconductor
at the optimum doping hole density (Tc = 91
K). We have measured the Fermi surface of the Bi2212
in the even (see figure below) and odd symmetry by
angle scanning photoemission using a high intensity
synchrotron radiation. We have used this approach to
discriminate the matrix element effects due to polarization
of the beam. The results provide a clear identification
to the key features related with quasiparticle
excitations in the high Tc superconductors
1. L. Roca, M. Izquierdo, J. Avila, G. D. Gu and M. C. Asensio, Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, Volumes 137-
140, July 2004, Pages 657-661
11. Determinación estructural empleando
la técnica de difracción de fotoelectrones
(PED)
Difracción de fotoelectrones (PED) es una técnica
estructural recientemente desarrollada, que permite la
determinación de las posiciones de átomos de diferentes
especies químicas presentes en el sistema a estudio.
Nuestro grupo lleva a cabo experimentos en los
dos posibles modos que permite la técnica: barrido en
energía y barrido en ángulo. En ambos modos se estudia
por fotoemisión la intensidad del pico correspondiente
a fotoelectrones extraídos de un nivel profundo
bien variando la energía del fotón o en función del
ángulo polar o azimutal respectivamente. El modo de
barrido en energía se utiliza para determinar geometrías
de adsorción de moléculas o átomos fisisorbidos o
quimisorbidos a la superficie, mientras que el modo de
barrido en ángulo se usa principalmente en la caracterización
del orden cristalino de un determinado material.
Nuestra investigación se centra tanto en la metodología
como en la determinación de estructuras de
diferentes sistemas adsorbidos de importancia química
o física ej. Sb/Si(111) y H2O/Si(100), así como en la
determinación de la estructura cristalina de ciertos
materiales or incluso de capas crecidas in-situ ej.
Sn/Ge(111) o Sn/Si(111) [1].
11. Structural determination using photoelectron
diffraction technique
Photoelectron diffraction (PED) is a structural technique
recently developed which allows the determination with
high accuracy of the atoms position for different chemical
species present on the system. Our group perform
the photoelectron diffraction experiments in the
two possible modes: “energy scan m2ode” and “angular
scan mode”. In both cases the intensity of a core-level
photoelectron peak is studied as a function of electron
kinetic energy or as a function of the azimuthal or polar
angle respectively. The energy scan mode is mainly
used to determine the adsorption geometry of molecules
or atoms which are physisorbed or chemisorbed
while the angular scan mode is mainly used to determine
the order of the crystal growth mode of a defined
material. Our research interest focuses on the methodology
itself as well as on structure determinations of
various adsorption systems that are of chemical or
physical importance i.e. NH2/Si(111)[1], H2O/Si(100],
and the determination of the crystal structure of defined
materials or in-situ grown overlayers i.e.
Sn/Ge(111) o Sn/Si(111)[2].
1. S. Bengió, Ascolani, N. Franco, J. Avila, M. C. Asensio, A. M. Bradshaw, and D. P. Woodruff Phys. Rev. B 69, 125340 (2004)
2. M. E. Dávila, J. Avila, M. C. Asensio, and G. Le Lay Phys. Rev. B 70, 241308 (2004)
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