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.

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
).
You do not currently have access to this content.