Publication

Experimental Specialization Semester in Resonant Inelastic X-Ray Scattering on Quantum Materials

2026

Résumé

This report is a summary of the physical background and experimental work conducted during the MA3 specialization semester in the autumn semester 2025/2026, focusing on Resonant Inelastic X-ray Scattering (RIXS). Two RIXS experiments on different quantum materials are performed and analyzed. The first study investigates the excitonic insulator candidate GdGaI and its temperature-dependent electronic excitations, aiming to probe potential excitonic signatures. Atomic multiplet calculations were performed to understand the experimental RIXS results. The second study focuses on Sr-doped La3Ni2O7 thin films, where RIXS is used to examine the doping dependence of magnetic and orbital excitations and their connection to superconductivity.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/70d27427-0fc0-4245-940f-bdac63d759ec

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Concepts associés (32)

Excitation (physique)

En physique, on appelle excitation tout phénomène qui sort un système de son état de repos pour l'amener à un état d'énergie supérieure. Le système est alors dans un état excité. Cette notion est particulièrement utilisée en physique quantique, pour laquelle les atomes possèdent des états quantiques associés à des niveaux d'énergie : un système est dans un niveau excité lorsque son énergie est supérieure à celle de l'état fondamental. Un électron excité est un électron qui possède une énergie potentielle supérieure au strict nécessaire.

Boîte quantique

Une boîte quantique ou point quantique, aussi connu sous son appellation anglophone de quantum dot, est une nanostructure de semi-conducteurs. De par sa taille et ses caractéristiques, elle se comporte comme un puits de potentiel qui confine les électrons (et les trous) dans les trois dimensions de l'espace, dans une région d'une taille de l'ordre de la longueur d'onde des électrons (longueur d'onde de De Broglie), soit quelques dizaines de nanomètres dans un semi-conducteur.

Travail de sortie

En physique, en mécanique quantique, le travail de sortie ou travail d'extraction est l'énergie minimum, mesurée en électron-volts, nécessaire pour arracher un électron depuis le niveau de Fermi d'un métal jusqu'à un point situé à l'infini en dehors du métal (niveau du vide). Le travail de sortie est approximativement la moitié de l'énergie d'ionisation d'un atome libre du même métal. L'effet photoélectrique consiste en une libération d'un électron lorsqu'un photon doté d'une énergie supérieure au travail de sortie arrive sur le métal.

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