Juraj Krsnik i prof. Karsten Held s Tehničkog sveučilišta u Beču objavili su članak u časopisu Nature Communications, u kojem istražuju mehanizam iza struktura nalik vodopadu u spektrima kutno razlučive fotoemisijske spektroskopije (ARPES). Njihova studija pruža uvid u to da ovi spektralni fenomeni potječu iz lokalnih elektronskih korelacija.
Krsnik and K. Held, Nat. Commun. 16, 255 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-024-55465-7
Supravodljivi kuprati i nikelati, kao i drugi materijali s jakim korelacijama, univerzalno pokazuju visokoenergetske anomalije u svojim ARPES spektrima u obliku struktura nalik vodopadu. Konkretno, u energetskom rasponu od približno 0.1 do 1 eV, ARPES spektar karakterizira gotovo okomita disperzija te značajan razmaz spektralne težine. U ovoj studiji, ove eksperimentalno opažene značajke analizirane su pomoću teorije dinamičkog srednjeg polja (DMFT) u okviru Hubbardovog modela, koja na neperturbativan način uzima u obzir jake lokalne elektronske korelacije. Rezultati pokazuju da strukture nalik vodopadu u elektronskoj spektralnoj funkciji prirodno—i čak nužno—nastaju u procesu formiranja Hubbardove vrpce, koja se postupno odvaja od kvazičestične vrpce. Nadalje, rezultati dobiveni za Hubbardov model s ab initio određenim parametrima dobro se podudaraju s eksperimentalnim opažanjima struktura nalik vodopadu u kupratima i nikelatima, pružajući uvjerljivo i prirodno objašnjenje za ove spektralne anomalije u materijalima s jakim korelacijama.
