We have employed a unique spectroscopic approach, a resonant inelastic soft x-ray scattering (RIXS) map, to identify and separate electron-hole correlation effects in core-level spectroscopy. With this approach, we are able to derive a comprehensive picture of the electronic structure, separating ground state properties (such as the HOMO-LUMO separation) from excited state properties (such as the C 1s core-exciton binding energy of C60). In particular, our approach allows us to determine the difference between core- and valence exciton binding energies in C60 [0.5 (±0.2) eV]. Furthermore, the RIXS map gives detailed insight into the symmetries of the intermediate and final states of the RIXS process.
REFERENCES
1.
J. F.
Morar
, F. J.
Himpsel
, G.
Hollinger
, G.
Hughes
, and J. L.
Jordan
, Phys. Rev. Lett.
54
, 1960
(1985
).2.
Y.
Ma
, P.
Skytt
, N.
Wassdahl
, P.
Glans
, J.
Guo
, and J.
Nordgren
, Phys. Rev. Lett.
71
, 3725
(1993
).3.
P. A.
Brühwiler
, A. J.
Maxwell
, C.
Puglia
, A.
Nilsson
, S.
Andersson
, and N.
Martensson
, Phys. Rev. Lett.
74
, 614
(1995
).4.
M.
Nyberg
, Y.
Luo
, L.
Triguero
, L. G. M.
Pettersson
, and H.
Agren
, Phys. Rev. B
60
, 7956
(1999
).5.
O.
Wessely
, O.
Eriksson
, and M. I.
Katsnelson
, Phys. Rev. B
73
, 075402
(2006
).6.
E. L.
Shirley
, Phys. Rev. Lett.
80
, 794
(1998
).7.
K. A.
Jackson
and M. R.
Pederson
, Phys. Rev. Lett.
67
, 2521
(1991
).8.
Y.
Luo
, H.
Agren
, F.
Gel'mukhanov
, J.
Guo
, P.
Skytt
, N.
Wassdahl
, and J.
Nordgren
, Phys. Rev. B
52
, 14479
(1995
).9.
D.
Kondo
, K.
Sakamoto
, H.
Takeda
, F.
Matsui
, K.
Amemiya
, T.
Ohta
, W.
Uchida
, and A.
Kasuya
, Surf. Sci.
514
, 337
(2002
).10.
L. J.
Terminello
, D. K.
Shuh
, F. J.
Himpsel
, D. A.
Lapiano-Smith
, J.
Stöhr
, D. S.
Bethune
, and G.
Meijer
, Chem. Phys. Lett.
182
, 491
(1991
).11.
B.
Wästberg
, S.
Lunell
, C.
Enkvist
, P. A.
Brühwiler
, A. J.
Maxwell
, and N.
Martensson
, Phys. Rev. B
50
, 13031
(1994
).12.
L.
Kjeldgaard
, T.
Käämbre
, J.
Schiessling
, I.
Marenne
, J. N.
O’Shea
, J.
Schnadt
, C. J.
Glover
, M.
Nagasono
, D.
Nordlund
, M. G.
Garnier
, L.
Qian
, J.-E.
Rubensson
, P.
Rudolf
, N.
Mårtensson
, J.
Nordgren
, and P. A.
Brühwiler
, Phys. Rev. B
72
, 205414
(2005
).13.
T.
Käämbre
, J.
Schiessling
, L.
Kjeldgaard
, L.
Qian
, I.
Marenne
, J. N.
O’Shea
, J.
Schnadt
, D.
Nordlund
, C. J.
Glover
, J.-E.
Rubensson
, P.
Rudolf
, N.
Mårtensson
, J.
Nordgren
, and P. A.
Brühwiler
, Phys. Rev. B
75
, 195432
(2007
).14.
K.
Seki
, R.
Mitsumoto
, T.
Araki
, E.
Ito
, Y.
Ouchi
, K.
Kikuchi
, and Y.
Achiba
, Synth. Met.
64
, 353
(1994
).15.
G. D.
Mahan
, Phys. Rev. B
21
, 1421
(1980
).16.
U.
von Barth
and G.
Grossmann
, Phys. Rev. B
25
, 5150
(1982
).17.
R. D.
Carson
and S. E.
Schnatterly
, Phys. Rev. Lett.
59
, 319
(1987
).18.
D.
Eich
, O.
Fuchs
, U.
Groh
, L.
Weinhardt
, R.
Fink
, E.
Umbach
, C.
Heske
, A.
Fleszar
, W.
Hanke
, E. K. U.
Gross
, C.
Bostedt
, T.
Von Buuren
, N.
Franco
, L. J.
Terminello
, M.
Keim
, G.
Reuscher
, H.
Lugauer
, and A.
Waag
, Phys. Rev. B
73
, 115212
(2006
).19.
O.
Fuchs
, L.
Weinhardt
, M.
Blum
, M.
Weigand
, E.
Umbach
, M.
Bär
, C.
Heske
, J.
Denlinger
, Y. D.
Chuang
, W.
McKinney
, Z.
Hussain
, E.
Gullikson
, M.
Jones
, P.
Batson
, B.
Nelles
, and R.
Follath
, Rev. Sci. Instrum.
80
, 63103
(2009
).20.
L.
Weinhardt
, O.
Fuchs
, A.
Fleszar
, M.
Bär
, M.
Blum
, M.
Weigand
, J. D.
Denlinger
, W.
Yang
, W.
Hanke
, E.
Umbach
, and C.
Heske
, Phys. Rev. B
79
, 165305
(2009
).21.
J.-H.
Guo
, P.
Glans
, P.
Skytt
, N.
Wassdahl
, J.
Nordgren
, Y.
Luo
, H.
Agren
, Y.
Ma
, T.
Warwick
, P.
Heimann
, E.
Rotenberg
, and J. D.
Denlinger
, Phys. Rev. B
52
, 10681
(1995
).22.
E. Z.
Kurmaev
, A.
Moewes
, T.
Ida
, S.
Danielache
, K.
Endo
, I. O.
Bashkin
, A. I.
Harkunov
, and A. P.
Moravsky
, J. Mol. Struct.: THEOCHEM
639
, 27
(2003
).23.
A. V.
Okotrub
and L. G.
Bulusheva
, Fullerene Sci. Technol.
6
, 405
(1998
).24.
G.
Wiech
, H.
Langer
, A.
Simunek
, R.
Schlögl
, and H.
Werner
, Solid State Commun.
83
, 731
(1992
).25.
D. R.
Batchelor
, T.
Schmidt
, R.
Follath
, C.
Jung
, R.
Fink
, M.
Knupfer
, A.
Schöll
, T.
Noll
, F.
Siewert
, B.
Büchner
, and E.
Umbach
, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A
575
, 470
(2007
).26.
O.
Björneholm
, S.
Sundin
, S.
Svensson
, R. R. T.
Marinho
, A. N.
de Brito
, F.
Gel'mukhanov
, and H.
Ågren
, Phys. Rev. Lett.
79
, 3150
(1997
).© 2011 American Institute of Physics.
2011
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.