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本论文主要论述利用角分辨光电子能谱对单层铜氧化物超导体Bi2Sr2CuO6+δ(Bi2201)的电子结构、绝缘体-超导体转变、费米面拓扑形状和多体相互作用等进行系统和深入的研究。论文包括以下几个部分: 1.参与真空紫外激光角分辨光电子能谱系统的利用、维护和改进工作，该系统具有超高能量动量分辨率、超高的光子通量和增强的体效应。参与自旋分辨角分辨光电子能谱系统、飞行时间角分辨光电子能谱系统及能量可调角分辨光电子能谱系统的研制工作。 2.利用移行浮区法生长出Bi2(Sr2-xLnx)CuO6+δ(Ln=La，Nd，Pr)高质量单晶，详细描述了单晶的生长，对单晶的成分和物性进行了测量。利用生长出来的Bi2(Sr2-xLax)CuO6+δ(0.25≤x≤1.1)单晶，通过退火处理得到一系列从过掺杂到覆盖整个欠掺杂区域载流子浓度范围的高质量单晶。 3.对非常欠掺杂样品Bi2(Sr2-xLax)CuO6+δ超高分辨率的角分辨光电子能谱研究表明非常欠掺杂样品的电子结构有下面一系列的特点:节点方向存在能隙、类似d波各向异性的能隙、光谱中相干峰和非相干峰的共存。测量的电阻结果揭示了绝缘相电子的局域性。我们的结果表明绝缘体转变为超导体发生在临界载流子浓度0.1，在这个载流子浓度，节点能隙变为0，正好伴随着三维反铁磁的消失和超导的出现。这些结果预示着节点能隙、反铁磁、电子局域的绝缘相和高温超导有着密切的联系。我们的结果表明了结合电子关联作用，反铁磁作用和电声子相互作用来共同了解高温超导体在非常欠掺杂区域行为的重要性。 4.结合透射电子显微镜(TEM)，低能电子衍射(LEED)和角分辨光电子能谱(ARPES)来共同研究Bi2(Sr2-xLax)CuO6+δ(Bi2201)体系中的超结构、费米面拓扑形态以及两者间的关系。在不掺La的Bi2201样品中，透射电子显微镜(TEM)和低能电子衍射(LEED)观察到常规超结构q1，利用这个q1可以很好地解释角分辨光电子能谱观察到的费米面拓扑形态。对于掺La的Bi2201样品，透射电子显微镜研究发现除了常规超结构q1外，还出现一个新的反相超结构波矢q2。这个超结构q2是正交超结构q1加上额外的反相结构直接演变而来，它的波矢q2等于波矢q1b的一半，它存在于所有掺La的样品中且不随温度变化。低能电子衍射在掺La的样品中也发现存在新的超结构波矢q2，但是这个新的超结构q2只存在于掺La组分0.6≤x≤0.84欠掺杂区域，并且大小会随掺杂变化，但是不随温度变化。角分辨光电子能谱对La-Bi2201样品费米面拓扑形态的研究发现费米口袋结构强烈依赖于载流子浓度，费米能级处费米口袋的面积近似等于载流子浓度，依赖于掺La的含量，费米口袋大小不随温度变化。TEM观察到的超结构q2无法解释费米口袋结构出现的掺杂范围(0.6≤x≤0.84)以及大小强烈依赖于载流子浓度。低能电子衍射观察到的超结构波矢q2和费米口袋特征貌似有某种关联，但是用来解释费米口袋还存在不少问题。关于低能电子衍射观察到的超结构波矢q2的起源以及和费米口袋的关系仍然需要进一步的研究。 5.对非常欠掺杂到非常过掺杂的Bi2Sr2CuO6+δ体系多体效应的激光角分辨光电子能谱研究发现节点方向色散存在两个明显的结构特征:50-80meV的高能kink结构和＜10meV低能kink结构。高能kink能量位置随着载流子浓度增加单调增加，基本不随温度变化。低能kink能量位置和载流子浓度关系是非单调的，并且它的耦合强度在超导转变温度Tc以下显著增加。这些实验结果支持声子是这两个耦合模式的来源，表明了电声子相互作用在理解铜氧化合物高温超导体物理性质和超导机理上的重要作用。