MARC

 008260126s2024        us                              c    eng  d
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■035    ▼a(MiAaPQ)Stanfordfs502zb6254
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a530
■1001  ▼aXu,  Kejun.
■24510▼aSpectroscopy  of  Strongly  Correlated  Emergent  Phases  in  Unconventional  Insulators  and  Superconductors
■260    ▼a[Sl]▼bStanford  University▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a168  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-01,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Shen,  Zhi-Xun.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Stanford  University,  2024.
■520    ▼aCorrelated  electron  systems  is  a  central  topic  in  modern  condensed  matter  physics,  both  due  to  the  profound  significance  of  emergent  phases  as  well  as  their  potential  for  technological  applications.  To  harness  the  power  of  these  materials  that  reside  deeply  in  the  quantum  regime,  we  must  first  understand  the  connection  between  macroscopic  properties  and  microscopic  mechanisms.  The  difficulty  with  strongly  correlated  electron  systems  is  that  they  are  usually  described  by  a  strongly  entangled  many-body  state,  which  precludes  their  understanding  by  the  traditional  tools  of  perturbation  theory.  This  renders  experimental  measurements  all  the  more  important,  as  we  may  find  many  surprises  that  could  not  yet  be  predicted  from  first  principles.  One  powerful  probing  tool  at  the  disposal  of  experimental  condensed  matter  physicists  is  angle-resolved  photoemission  spectroscopy  (ARPES),  which  measures  the  energy  and  momentum  of  electrons  within  a  crystalline  material.  More  importantly,  in  the  context  of  studying  correlated  electron  systems,  ARPES  affords  the  capability  to  measure  interaction  effects  and  order  parameters  of  gapped  phases.  This  dissertation  will  utilize  the  ARPES  technique  to  investigate  two  kinds  of  correlated  electron  systems:  an  unconventional  cuprate  superconductor  Nd2-xCexCuO4(NCCO)  and  an  unusual  correlated  insulator  FeSb2.In  the  first  portion  of  this  dissertation,  I  will  detail  systematic  ARPES  studies  of  a  prototypical  n-type  cuprate  NCCO.  These  investigations  begin  near  the  optimally  doped  regime  near  x  =  0.15  with  the  highest  superconducting  transition  temperatures  (Tc).  By  measuring  the  Bogoliubov  quasiparticle  peak  with  ARPES  for  the  first  time  in  the  n-type  cuprates,  we  show  the  existence  and  importance  of  a  set  of  "gossamer"  Fermi  surface  states  within  the  energy  gap  imparted  by  antiferromagnetism.  This  result  reveal  that  the  single  low  energy  band  is  fragmented  into  two  sectors  of  states  in  the  n-type  cuprates:  one  sector  reconstructed  by  the  antiferromagnetism  provides  the  pairing  interactions  and  one  sector  of  residual  states  hosts  the  paired  quasiparticles.  Furthermore,  we  find  an  unusual  form  of  coupling  between  the  antiferromagnetism  and  phonons  in  the  form  of  a  replica  band  copying  the  dispersion  of  the  antiferromagnetically  reconstructed  states,  highlighting  the  importance  of  the  lattice  involvement  in  shaping  the  low  energy  electronic  structure.  Moving  away  from  the  optimal  doped  regime,  we  discover  an  anomalous  normal  state  gap  in  underdoped  NCCO  that  is  inconsistent  with  known  orders  and  fluctuations.  Instead,  this  anomalous  gap  is  attributed  to  a  state  with  incoherent  pairs,  raising  the  prospect  of  engineering  much  higher  Tcin  these  materials.In  the  second  portion  of  this  dissertation,  I  will  explore  the  interplay  between  topology  and  correlations  in  the  candidate  topological  Kondo  insulator  FeSb2.  This  material  is  a  rare  example  of  a  3d-electron-based  correlated  insulator  exhibiting  Kondo  lattice  behavior,  which  usually  arises  from  4felectron  systems.  Starting  from  transport  investigations  of  a  low  temperature  resistivity  anomaly  indicative  of  surface  conduction,  I  will  present  spectroscopic  evidence  for  a  rich  set  of  surface  states  that  underlie  the  low  temperature  transport.  Furthermore,  I  will  discuss  the  observation  of  anomalous  quantum  oscillations  in  high-magnetic-field  torque  magnetometry  measurements,  which  indicates  the  existence  of  unconventional  magnetism  and  Landau  quantization  in  a  bulk  insulator.  Our  results  pave  the  way  for  further  comparative  studies  of  3dand  4fKondo  insulators  that  exhibit  unconventional  insulating  behaviors.
■590    ▼aSchool  code:  0212.
■650  4▼aPhase  transitions
■650  4▼aHeat
■650  4▼aPhysics
■650  4▼aEnergy
■650  4▼aElectrons
■650  4▼aSuperconductivity
■650  4▼aSpectrum  analysis
■650  4▼aCrystals
■690    ▼a0605
■690    ▼a0791
■71020▼aStanford  University.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-01B.
■790    ▼a0212
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17358678▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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