Perovskite-based heterostructures have recently gained remarkable interest, thanks to atomic-scale precision engineering. These systems are very susceptible to small variations of control parameters, such as two-dimensionality, strain, lattice polarizability, and doping. Focusing on the rare-earth nickelate diagram, LaNiO3 (LNO) catches the eye, being the only nickelate that does not undergo a metal-to-insulator transition (MIT). Therefore, the ground state of LNO has been studied in several theoretical and experimental papers. Here, we show by means of infrared spectroscopy that an MIT can be driven by dimensionality control in ultrathin LNO films when the number of unit cells drops to 2. Such a dimensionality tuning can eventually be tailored when a physically implemented monolayer in the ultrathin films is replaced by a digital single layer embedded in the Ruddlesden–Popper Lan+1NinO3n+1 series. We provide spectroscopic evidence that the dimensionality-induced MIT in Ruddlesden–Popper nickelates strongly resembles that of ultrathin LNO films. Our results can pave the way to the employment of Ruddlesden–Popper Lan+1NinO3n+1 to tune the electronic properties of LNO through dimensional transition without the need of physically changing the number of unit cells in thin films.
NFFA Thesis
University of Milan Bachelor's Degree Thesis, (2019)
All-resolved photoemission spectroscopy of Fe(100) and passivated Fe-p(1x1)O surfaces
A.M. Finardi (Supervisors: G. Rossi, I. Vobornik, J. Fujii)
Le proprietà ottiche, elettroniche e magnetiche dei solidi e delle loro superfici dipendono dalla struttura degli stati elettronici entro alcuni eV dal livello di Fermi. I calcoli della struttura elettronica a bande sono efficaci solo nel caso di materiali a bassa interazione elettrone-elettrone (correlazione). L'esperimento e la guida necessaria per lo studio delle proprietà elettroniche dei solidi e delle loro superfici, ed in particolare la spettroscopia di fotoemissione (photoemission spectroscopy - PES) che si basa sulla misura dello spettro energetico degli elettroni emessi da un solido eccitato da un fascio di fotoni monocromatici di energia eccedente la funzione lavoro. La risoluzione dell'angolo di emissione (Angle-resolved photemission spectroscopy - ARPES) permette di avere informazioni sulla legge di dispersione En(k) dello stato elettronico iniziale, mentre la misura del grado di polarizzazione in spin del fascio di elettroni completa il set di numeri quantici, fornendo un dato molto importante per lo studio delle correlazioni elettroniche.
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