Year: 2020
Type: article
Abstract: We present a combined soft x-ray and high-resolution vacuum-ultraviolet angle-resolved photoemission spectroscopy study of the electron-overdoped cuprate ${\mathrm{Pr}}_{1.3\ensuremath{-}x}{\mathrm{La}}_{0.7}{\mathrm{Ce}}_{x}{\mathrm{CuO}}_{4}$ (PLCCO). Demonstration of its highly two-dimensional band structure enabled precise determination of the in-plane self-energy dominated by electron-electron scattering. Through analysis of this self-energy and the Fermi liquid cut-off energy scale, we find---in contrast to hole-doped cuprates---a momentum isotropic and comparatively weak electron correlation in PLCCO. Yet, the self-energies extracted from multiple oxide systems combine to demonstrate a logarithmic divergent relation between the quasiparticle scattering rate and mass. This constitutes a spectroscopic version of the Kadowaki-Woods relation with an important merit---the demonstration of Fermi liquid quasiparticle lifetime and mass being set by a single energy scale.
Authors: M. Horio, K. P. Kramer, Q. Wang, A. Zaidan, K. von Arx, D. Sutter, C. E. Matt, Y. Sassa, N. C. Plumb, M. Shi, A. Hanff, S. K. Mahatha, H. Bentmann, F. Reinert, S. Rohlf, F. K. Diekmann, J. Buck, M. Kalläne, K. Rossnagel, E. Rienks, V. Granata, R. Fittipaldi, A. Vecchione, T. Ohgi, T. Kawamata, T. Adachi, Y. Koike, A. Fujimori, M. Hoesch, J. Chang
Institutions: University of Zurich, Chalmers University of Technology, Paul Scherrer Institute, Swiss Light Source, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY, University of Würzburg, Complexity, Topology and Dynamics in Quantum Matter, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie, University of Salerno, Tohoku University, Sophia University, Waseda University, The University of Tokyo
Language: English
Subfield: Condensed Matter Physics
Field: Physics and Astronomy
Domain: Physical Sciences
Open Access status: bronze
Funders: National Science Foundation, Schweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung, Svenska Forskningsrådet Formas, Bundesministerium für Bildung und Forschung, Vetenskapsrådet, Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Deutsches Elektronen-Synchrotron, Japan Society for the Promotion of Science
Awards: Nanowissenschafts-Messplatz für in-situ-kombinierte winkel- und spinauflösende Photoelektronen-Spektroskopie und Rastertunnelmikroskopie am Weichröntgen-Strahlrohr des Speicherrings PETRA III, Verbundprojekt Höchstauflösende XUV-PES: Messplatz zur In-situ-Bestimmung von spin- und impulsaufgelöster elektronischer Struktur an der XUV-Beamline bei PETRA III. Teilprojekt 1., G500383527, Verbundprojekt Höchstauflösende XUV-PES: Messplatz zur In-situ-Bestimmung von spin- und impulsaufgelöster elektronischer Struktur an der XUV-Beamline bei PETRA III. Teilprojekt 2., Investigation of bulk and thin film correlated Weyl semimetals by scanning tunneling microscopy, Verbundprojekt: Höchstauflösende XUV-Photoelektronenspektroskopie bei PETRA III für In-situ-Echtzeit-Untersuchungen dynamischer Prozesse in Nanostrukturen. Teilprojekt 1., Verbundprojekt: Höchstauflösende XUV-Photoelektronenspektroskopie bei PETRA III für In-situ-Echtzeit-Untersuchungen dynamischer Prozesse in Nanostrukturen. Teilprojekt 2., G73787605, Sub-Mikrometer Fokussierungs- und Tieftemperatur-Probenscaneinheit für den spin- und impulsauflösenden Photoemissions-Messplatz ASPHERE III an der XUV-Beamline bei PETRA III, Charge-fluctuation mechansim of high-temperature superconductivity in cuprates using resonant inelastic x-ray scattering, G7742120143, Realization of Novel Low‐Dimensional Skyrmion Systems, Unified elucidation of the genuine electronic state and the mechanism of superconductivity in cuprates with different coordination numbers
OpenAlex ID: W3036175753