Wissenschaftliche Berichte - FZKA 5893

Winkelaufgelöste ultraviolette Photoemissionsrechnungen an YBa₂Cu₃O₇ und Sr₂RuO₄

Zusammenfassung

Bei der Interpretation von winkelaufgelösten Photoemissionsmessungen (ARUPS) treten grundlegende Schwierigkeiten auf. Wir erklären am Beispiel von YBa₂Cu₃O₇ und Sr₂RuO₄ die Struktur und Zusammensetzung von ARUPS-Meßkurven. Zunächst errechnen wir basierend auf Keldysh-Diagrammen aus LMTO-Bandstrukturdaten die ARUPS-Kurven in einer quantenfeldtheoretischen 1-Stufen-Rechnung. Durch die ausgezeichnete Übereinstimmung zwischen Messung und Rechnung beantwortet dann eine genaue Analyse der Rechnung alle wichtigen Fragen zu den Meßkurven. So werden Punkte wie Photonenenergieabhängigkeit der Normalmessung, Banddispersion, Bandamplituden und Peakbreiten geklärt. Zusätzlich geben wir nützliche Kriterien an, um aus ARUPS-Meßkurven die Fermioberfläche besser ablesen zu können.

Angle-resolved ultraviolet photo spectroscopy calculations of YBa₂Cu₃O₇ and Sr₂RuO₄

Abstract

Without theoretical considerations it is impossible to interprete angle-resolved ultraviolet photo spectroscopy (ARUPS) measurements. In this work we present a theory proving able to provide such an interpretation and apply it to explain the structure and the composition of measured ARUPS curves of YBa₂Cu₃O₇ and Sr₂RuO_4. We calculate the ARUPS photocurrent on the basis of Keldysh-diagrams using bandstructure data in a one-step method. Due to the excellent agreement between theory and experiment we are in the position to explain all the details of the curves, especially the photon-energy-dependence of the measurements, the heights and widths of the peaks and their connection with banddispersions, characters of Bloch-states and electron lifetimes. In addition we derive useful criteria for determining the precise positions and shapes of the Fermisurfaces.