Spin and orbital nature of electronic structure in transition metal dichalcogenides

La nature de spin et d’orbitales de la structure électronique dans des dichalcogénures de métaux de transition Chapitre 1: Développement actuelCe chapitre établit le concept général des TMDCs avec des potentielles applications et introduit toutes les connaissances contemporaines nécessaires sur WTe2, WSe2 et HfTe2 qui serviront de base à nos efforts supplémentaires pour élargir la compréhension des processus et propriétés physiques fondamentaux. Nous introduisons les informations structurelles pour chaque matériau. En particulier pour WTe2, le concept de semi-métal de Weyl de type II est décrit ainsi que les propriétés globales de la zone de Brillouin. Pour WSe2 nous introduisons le modèle minimaliste des points K / K´ proches du maximum de la bande de valence qui sera utilisé plus tard pour introduire une nouvelle observable physique - le «dichroïsme à inversion du temps». Enfin, le concept de signal de polarisation en spin dans les systèmes à symétrie d'inversion spacialle et d'inversion du temps sera développé dans le contexte de la structure de bande HfTe2.Chapitre 2: Outils théoriques pour sonder/analyser la structure de bandeDans ce chapitre, nous décrivons le concept de la méthode KKR de la fonction de Green à diffusion multiple. Nous commençons par l'équation de Dirac comme outil principal pour complètement décrire le système quantique. Son implémentation dans le code SPR-KKR sera détaillés par étapes individuelles. Graduellement nous parlerons de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), des équations de Kohn-Sham, des termes de corrélation-échange du potentiel, méthode des fonctions de Green et le modèle en une étape.Chapitre 3: Méthode expérimentaleCe chapitre commence par une description du processus de photoémission et des différences conceptuelles entre le modèle en trois étapes et le modèle en une étape. Nous introduisons ensuite les méthodes expérimentales que nous avons utilisé lors de l'acquisition des données - la spectroscopie de photoémission et son angle, spin et angle, modifications du temps et de l'angle avec introduction éventuelle du spin, du temps et de l'angle résolus spectroscopie de photoémission (STAR-PES).Chapitre 4: Résultats expérimentaux et théoriques - WTe2Dans le chapitre consacré à l'échantillon WTe2, nous nous sommes concentrés sur la mise en service de la technologie de pointe installation laser de génération qui, en combinaison avec la chambre expérimentale de photo-émission à résolution en spin et en angle, nous a permis non seulement à sonder/analyser l'évolution de la texture en spin du semi-métal au voisinage des supposés points de Weyl mais a également servi de preuve du principe de la méthode comme tel. Nous avons nommé cette nouvelle méthode de spectroscopie de photoémission résolues en spin, en temps et en angle (STAR-PES).Chapitre 5: Résultats expérimentaux et théoriques - WSe2Le but de notre effort était de trouver une méthode qui démêlerait la texture orbitale de la texture de rotation. Comme l’analyse de la texture orbitale avec une lumière polarisée linéairement est de trouver un échantillon hébergeant une opération de symétrie qui équivaudrait à l'opération d'inversion du temps, nous avons défini un nouveau observable "le Dichroïsme d'inversion de temps".Chapitre 6: Résultats expérimentaux et théoriques - HfTe2Et enfin, une fois que nous avons trouvé un outil pour analyser à la fois les textures orbitale et de spin du matériau nous avons tenté de décrire l'origine de la polarisation en spin dans un système où il n'y a pas d'autre origine du couplage spin-orbite que la cassure de la symétrie d'inversion spatiale induite par la surface comme le système que nous avons choisi a une polarisation en spin nulle des états initiaux en volume en raison à la fois de l'inversion et de la symétrie d'inversion temporelle de le groupe spatial pour lequel nous avons utilisé un autre TMDC approprié – HfTe2.