Progress in performing angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) with high spatial resolution on the order of 1 μm or less (nanoARPES) has opened the possibility to map the spectral function of solids on this tiny scale and thereby obtain detailed information on the materials' local electronic band structure and many-body interactions. Recently, nanoARPES has been used to study simple electronic devices, based on two-dimensional materials, with the possibility of tuning the carrier type and density by field effect-gating, as well as passing a current through the device. It was demonstrated that nanoARPES can detect possible changes in the materials' electronic structure in these situations and that it can map the local doping, conductance, and mobility. This article reviews these first in operando ARPES results on devices and discusses the resulting new insights as well as the perspectives for future developments of the technique.

1.
E. W.
Plummer
and
W.
Eberhardt
,
Adv. Chem. Phys.
49
,
533
(
1982
).
2.
Angle-Resolved Photoemission, Vol. 74 of Studies in Surface Chemistry and Catalysis
, edited by
S. D.
Kevan
(
Elsevier
,
Amsterdam
,
1992
).
3.
S.
Hüfner
,
Photoelectron Spectroscopy
, 3rd ed. (
Springer
,
Berlin
,
2003
).
4.
A.
Damascelli
,
Z.
Hussain
, and
Z.-X.
Shen
,
Rev. Mod. Phys.
75
,
473
(
2003
).
5.
P.
Hofmann
,
I. Y.
Sklyadneva
,
E. D. L.
Rienks
, and
E. V.
Chulkov
,
New J. Phys.
11
,
125005
(
2009
).
6.
D.
Lu
,
I. M.
Vishik
,
M.
Yi
,
Y.
Chen
,
R. G.
Moore
, and
Z.-X.
Shen
,
Annu. Rev. Condens. Matter Phys.
3
,
129
(
2012
).
7.
J. A.
Sobota
,
Y.
He
, and
Z.-X.
Shen
, arXiv:2008.02378 (
2020
).
8.
E.
Rotenberg
, in
Many-Body Interactions in Nanoscale Materials by Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
, edited by
J. A.
Guo
(
Wiley-VCH
,
New York
,
2010
), p.
169
.
9.
B.
Keimer
,
S. A.
Kivelson
,
M. R.
Norman
,
S.
Uchida
, and
J.
Zaanen
,
Nature
518
,
179
(
2015
).
10.
B.
Keimer
and
J. E.
Moore
,
Nat. Phys.
13
,
1045
(
2017
).
11.
D. N.
Basov
,
R. D.
Averitt
, and
D.
Hsieh
,
Nat. Mater.
16
,
1077
(
2017
).
12.
Y.
Tokura
,
M.
Kawasaki
, and
N.
Nagaosa
,
Nat. Phys.
13
,
1056
(
2017
).
13.
M.
Vojta
,
Rep. Prog. Phys.
66
,
2069
(
2003
).
14.
Y. H.
Wang
,
H.
Steinberg
,
P.
Jarillo-Herrero
, and
N.
Gedik
,
Science
342
,
453
(
2013
).
15.
M. S.
Rudner
and
N. H.
Lindner
,
Nat. Rev. Phys.
2
,
229
(
2020
).
16.
A.
Cavalleri
,
C.
Tóth
,
C. W.
Siders
,
J. A.
Squier
,
F.
Ráksi
,
P.
Forget
, and
J. C.
Kieffer
,
Phys. Rev. Lett.
87
,
237401
(
2001
).
17.
F.
Schmitt
 et al,
Science
321
,
1649
(
2008
).
18.
T.
Rohwer
 et al,
Nature
471
,
490
(
2011
).
19.
D.
Fausti
 et al,
Science
331
,
189
(
2011
).
20.
M.
Mitrano
 et al,
Nature
530
,
461
(
2016
).
21.
M.
Caputo
,
L.
Khalil
,
E.
Papalazarou
,
N.
Nilforoushan
,
L.
Perfetti
,
A.
Taleb-Ibrahimi
,
Q. D.
Gibson
,
R. J.
Cava
, and
M.
Marsi
,
Phys. Rev. B
97
,
115115
(
2018
).
22.
Y.
Taguchi
,
T.
Matsumoto
, and
Y.
Tokura
,
Phys. Rev. B
62
,
7015
(
2000
).
23.
S.
Lee
,
A.
Fursina
,
J. T.
Mayo
,
C. T.
Yavuz
,
V. L.
Colvin
,
R. G.
Sumesh Sofin
,
I. V.
Shvets
, and
D.
Natelson
,
Nat. Mater.
7
,
130
(
2008
).
24.
C.
Vaju
,
L.
Cario
,
B.
Corraze
,
E.
Janod
,
V.
Dubost
,
T.
Cren
,
D.
Roditchev
,
D.
Braithwaite
, and
O.
Chauvet
,
Adv. Mater.
20
,
2760
(
2008
).
25.
P.
Monceau
,
Adv. Phys.
61
,
325
(
2012
).
26.
P.
Stoliar
,
L.
Cario
,
E.
Janod
,
B.
Corraze
,
C.
Guillot-Deudon
,
S.
Salmon-Bourmand
,
V.
Guiot
,
J.
Tranchant
, and
M.
Rozenberg
,
Adv. Mater.
25
,
3222
(
2013
).
27.
F.
Nakamura
,
M.
Sakaki
,
Y.
Yamanaka
,
S.
Tamaru
,
T.
Suzuki
, and
Y.
Maeno
,
Sci. Rep.
3
,
2536
(
2013
).
28.
E.
Bellec
,
I.
Gonzalez-Vallejo
,
V. L. R.
Jacques
,
A. A.
Sinchenko
,
A. P.
Orlov
,
P.
Monceau
,
S. J.
Leake
, and
D.
Le Bolloc'h
,
Phys. Rev. B
101
,
125122
(
2020
).
29.
J.
Bertinshaw
 et al,
Phys. Rev. Lett.
123
,
137204
(
2019
).
30.
C.
Cirillo
,
V.
Granata
,
G.
Avallone
,
R.
Fittipaldi
,
C.
Attanasio
,
A.
Avella
, and
A.
Vecchione
,
Phys. Rev. B
100
,
235142
(
2019
).
31.
J.
Zhang
 et al,
Phys. Rev. X
9
,
0110302
(
2019
).
32.
G.
Mattoni
,
S.
Yonezawa
,
F.
Nakamura
, and
Y.
Maeno
, arXiv:2007.06885 (
2020
).
33.
S.
Nakatsuji
and
Y.
Maeno
,
Phys. Rev. Lett.
84
,
2666
(
2000
).
34.
F.
Nakamura
 et al,
Phys. Rev. B
65
,
220402
(
2002
).
35.
S.
Riccò
 et al,
Nat. Commun.
9
,
4535
(
2018
).
36.
V.
Sunko
 et al,
npj Quantum Mater.
4
,
46
(
2019
).
37.
N. E.
Ashcroft
and
N. D.
Mermin
,
Solid State Physics
, International ed. (
Saunders College
,
Philadelphia
,
1976
).
38.
D.
Flötotto
 et al,
Nano Lett.
18
,
5628
(
2018
).
39.
C.
Lin
 et al, arXiv:2009.06353 (
2020
).
40.
R.
Noguchi
 et al,
Nature
566
,
518
(
2019
).
41.
C.
Kastl
 et al,
ACS Nano
13
,
1284
(
2019
).
42.
S.
Ulstrup
 et al,
Nat. Commun.
10
,
3283
(
2019
).
43.
M. I. B.
Utama
 et al,
Nat. Phys.
17
,
184
(
2021
).
44.
S.
Lisi
 et al,
Nat. Phys.
17
,
189
(
2021
).
45.
S.
Ulstrup
 et al,
Sci. Adv.
6
,
eaay6104
(
2020
).
46.
K. v
Klitzing
,
G.
Dorda
, and
M.
Pepper
,
Phys. Rev. Lett.
45
,
494
(
1980
).
47.
D. C.
Tsui
,
H. L.
Stormer
, and
A. C.
Gossard
,
Phys. Rev. Lett.
48
,
1559
(
1982
).
48.
M.
Konig
,
S.
Wiedmann
,
C.
Brune
,
A.
Roth
,
H.
Buhmann
,
L. W.
Molenkamp
,
X.-L.
Qi
, and
S.-C.
Zhang
,
Science
318
,
766
(
2007
).
49.
J. G.
Bednorz
and
K. A.
Müller
,
Z. Phys. B
64
,
189
(
1986
).
50.
G.
Grüner
,
Density Waves in Solids, Vol. 89 of Frontiers in Physics
(
Perseus Publishing
,
Cambridge, MA
,
1994
).
51.
P. D. C.
King
,
T. D.
Veal
,
C. F.
McConville
,
J.
Zúñiga Pérez
,
V.
Muñoz Sanjosé
,
M.
Hopkinson
,
E. D. L.
Rienks
,
M. F.
Jensen
, and
P.
Hofmann
,
Phys. Rev. Lett.
104
,
256803
(
2010
).
52.
M.
Bianchi
,
D.
Guan
,
S.
Bao
,
J.
Mi
,
B. B.
Iversen
,
P. D. C.
King
, and
P.
Hofmann
,
Nat. Commun.
1
,
128
(
2010
).
53.
A. F.
Santander-Syro
 et al,
Nature
469
,
189
(
2011
).
54.
W.
Meevasana
,
P. D. C.
King
,
R. H.
He
,
S.-K.
Mo
,
M.
Hashimoto
,
A.
Tamai
,
P.
Songsiriritthigul
,
F.
Baumberger
, and
Z.-X.
Shen
,
Nat. Mater.
10
,
114
(
2011
).
55.
J.
Kim
 et al,
Science
349
,
723
(
2015
).
56.
K. S.
Novoselov
,
D.
Jiang
,
F.
Schedin
,
T. J.
Booth
,
V. V.
Khotkevich
,
S. V.
Morozov
, and
A. K.
Geim
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
102
,
10451
(
2005
).
57.
K. S.
Novoselov
,
A. K.
Geim
,
S. V.
Morozov
,
D.
Jiang
,
Y.
Zhang
,
S. V.
Dubonos
,
I. V.
Grigorieva
, and
A. A.
Firsov
,
Science
306
,
666
(
2004
).
58.
Y. B.
Zhang
,
Y. W.
Tan
,
H. L.
Stormer
, and
P.
Kim
,
Nature
438
,
201
(
2005
).
59.
A. H. C.
Neto
,
F.
Guinea
,
N. M. R.
Peres
,
K. S.
Novoselov
, and
A. K.
Geim
,
Rev. Mod. Phys.
81
,
109
(
2009
).
60.
A.
Kara
,
H.
Enriquez
,
A. P.
Seitsonen
,
L.
Lew Yan Voon
,
S.
Vizzini
,
B.
Aufray
, and
H.
Oughaddou
,
Surf. Sci. Rep.
67
,
1
(
2012
).
61.
D. N.
Basov
,
M. M.
Fogler
,
A.
Lanzara
,
F.
Wang
, and
Y.
Zhang
,
Rev. Mod. Phys.
86
,
959
(
2014
).
62.
S.
Das
,
J. A.
Robinson
,
M.
Dubey
,
H.
Terrones
, and
M.
Terrones
,
Annu. Rev. Mater. Res.
45
,
1
(
2015
).
63.
2D Materials: Properties and Devices
, edited by
P.
Avouris
,
T. F.
Heinz
, and
T.
Low
(
Cambridge University
,
Cambridge
,
2017
).
64.
S.
Manzeli
,
D.
Ovchinnikov
,
D.
Pasquier
,
O. V.
Yazyev
, and
A.
Kis
,
Nat. Rev. Mater.
2
,
17033
(
2017
).
65.
R.
Dong
and
I.
Kuljanishvili
,
J. Vac. Sci. Technol. B
35
,
030803
(
2017
).
66.
C.-X.
Zhao
and
J.-F.
Jia
,
Front. Phys.
15
,
53201
(
2020
).
67.
E. Y.
Andrei
and
A. H.
MacDonald
, arXiv:2008.08129 (
2020
).
68.
F.
Arnold
 et al,
2D Mater.
5
,
045009
(
2018
).
69.
B.
Radisavljevic
,
A.
Radenovic
,
J.
Brivio
,
V.
Giacometti
, and
A.
Kis
,
Nat. Nanotechnol.
6
,
147
(
2011
).
70.
D.
Costanzo
,
S.
Jo
,
H.
Berger
, and
A. F.
Morpurgo
,
Nat. Nanotechnol.
11
,
339
(
2016
).
71.
B.
Radisavljevic
and
A.
Kis
,
Nat. Mater.
12
,
815
(
2013
).
72.
C. R.
Dean
 et al,
Nat. Nanotechnol.
5
,
722
(
2010
).
73.
K.
Watanabe
,
T.
Taniguchi
, and
H.
Kanda
,
Nat. Mater.
3
,
404
(
2004
).
74.
A. K.
Geim
and
I. V.
Grigorieva
,
Nature
499
,
419
(
2013
).
75.
K. S.
Novoselov
,
A.
Mishchenko
,
A.
Carvalho
, and
A. H. C.
Neto
,
Science
353
,
aac9439
(
2016
).
76.
R.
Cheng
 et al,
Nano Lett.
14
,
5590
(
2014
).
77.
N. R.
Wilson
 et al,
Sci. Adv.
3
,
e1601832
(
2017
).
78.
J.
Zribi
 et al,
npj 2D Mater. Appl.
3
,
27
(
2019
).
79.
A.
Avsar
 et al,
Nat. Commun.
5
,
4875
(
2014
).
80.
L.
Li
,
S.
Jiang
,
Z.
Wang
,
K.
Watanabe
,
T.
Taniguchi
,
J.
Shan
, and
K. F.
Mak
,
Phys. Rev. Mater.
4
,
104005
(
2020
).
81.
F.
Lüpke
,
D.
Waters
,
S. C.
de la Barrera
,
M.
Widom
,
D. G.
Mandrus
,
J.
Yan
,
R. M.
Feenstra
, and
B. M.
Hunt
,
Nat. Phys.
16
,
526
(
2020
).
82.
I.
Žutić
,
A.
Matos-Abiague
,
B.
Scharf
,
H.
Dery
, and
K.
Belashchenko
,
Mater. Today
22
,
85
(
2019
).
83.
Y.
Cao
 et al,
Nature
556
,
80
(
2018
).
84.
Y.
Cao
,
V.
Fatemi
,
S.
Fang
,
K.
Watanabe
,
T.
Taniguchi
,
E.
Kaxiras
, and
P.
Jarillo-Herrero
,
Nature
556
,
43
(
2018
).
85.
R.
Frisenda
,
E.
Navarro-Moratalla
,
P.
Gant
,
D.
Pérez De Lara
,
P.
Jarillo-Herrero
,
R. V.
Gorbachev
, and
A.
Castellanos-Gomez
,
Chem. Soc. Rev.
47
,
53
(
2018
).
86.
S.
Haastrup
 et al,
2D Mater.
5
,
042002
(
2018
).
87.
Y.
Hou
,
T.
Zhang
,
J.
Sun
,
L.
Liu
,
Y.
Yao
, and
Y.
Wang
, arXiv:2008.04150 (
2020
).
88.
F.
Reis
,
G.
Li
,
L.
Dudy
,
M.
Bauernfeind
,
S.
Glass
,
W.
Hanke
,
R.
Thomale
,
J.
Schäfer
, and
R.
Claessen
,
Science
357
,
287
(
2017
).
89.
E.
Jensen
and
E. W.
Plummer
,
Phys. Rev. Lett.
55
,
1912
(
1985
).
90.
N.
Mårtensson
,
P.
Baltzer
,
P.
Brühwiler
,
J.-O.
Forsell
,
A.
Nilsson
,
A.
Stenborg
, and
B.
Wannberg
,
J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom.
70
,
117
(
1994
).
91.
A.
Lanzara
 et al,
Nature
412
,
510
(
2001
).
92.
T.
Kiss
 et al,
Rev. Sci. Instrum.
79
,
023106
(
2008
).
93.
S. V.
Borisenko
,
Synchrotron Radiat. News
25
,
6
(
2012
).
94.
S.
Suga
and
C.
Tusche
,
J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom.
200
,
119
(
2015
).
95.
V. N.
Strocov
 et al, arXiv:1906.11025 (
2019
).
96.
J. A.
Miwa
,
S.
Ulstrup
,
S. G.
Sørensen
,
M.
Dendzik
,
A. G.
Čabo
,
M.
Bianchi
,
J. V.
Lauritsen
, and
P.
Hofmann
,
Phys. Rev. Lett.
114
,
046802
(
2015
).
97.
D. R.
Penn
,
Phys. Rev. B
13
,
5248
(
1976
).
98.
A.
Zangwill
,
Physics at Surfaces
(
Cambridge University
,
Cambridge
,
1988
); and references therein.
99.
M.
Hengsberger
,
D.
Purdie
,
P.
Segovia
,
M.
Garnier
, and
Y.
Baer
,
Phys. Rev. Lett.
83
,
592
(
1999
).
100.
T.
Valla
,
A. V.
Fedorov
,
P. D.
Johnson
, and
S. L.
Hulbert
,
Phys. Rev. Lett.
83
,
2085
(
1999
).
101.
T.
Valla
,
A. V.
Fedorov
,
P. D.
Johnson
,
B. O.
Wells
,
S. L.
Hulbert
,
Q.
Li
,
G. D.
Gu
, and
N.
Koshizuka
,
Science
285
,
2110
(
1999
).
102.
S.
Engelsberg
and
J. R.
Schrieffer
,
Phys. Rev.
131
,
993
(
1963
).
103.
A. A.
Kordyuk
,
S. V.
Borisenko
,
A.
Koitzsch
,
J.
Fink
,
M.
Knupfer
, and
H.
Berger
,
Phys. Rev. B
71
,
214513
(
2005
).
104.
I.
Pletikosić
,
M.
Kralj
,
M.
Milun
, and
P.
Pervan
,
Phys. Rev. B
85
,
155447
(
2012
).
105.
J. M.
Luttinger
and
J. C.
Ward
,
Phys. Rev.
118
,
1417
(
1960
).
106.
I. A.
Nechaev
,
M. F.
Jensen
,
E. D. L.
Rienks
,
V. M.
Silkin
,
P. M.
Echenique
,
E. V.
Chulkov
, and
P.
Hofmann
,
Phys. Rev. B
80
,
113402
(
2009
).
107.
F.
Mazzola
 et al,
Phys. Rev. Lett.
111
,
216806
(
2013
).
108.
M.
Karolak
,
T. O.
Wehling
,
F.
Lechermann
, and
A. I.
Lichtenstein
,
J. Phys.
23
,
085601
(
2011
).
109.
D.
Usachov
 et al,
Nano Lett.
11
,
5401
(
2011
).
110.
H.
Henck
 et al,
Phys. Rev. B
97
,
245421
(
2018
).
111.
C.
Kastl
 et al,
2D Mater.
5
,
045010
(
2018
).
112.
J. C. Y.
Teo
,
L.
Fu
, and
C. L.
Kane
,
Phys. Rev. B
78
,
045426
(
2008
).
113.
X.
Wu
 et al,
Phys. Rev. X
10
,
031013
(
2020
).
114.
X.-G.
Zhu
and
P.
Hofmann
,
Phys. Rev. B
89
,
125402
(
2014
).
115.
N.
Takeuchi
,
C. T.
Chan
, and
K. M.
Ho
,
Phys. Rev. B
43
,
13899
(
1991
).
116.
P.
Zhang
,
P.
Richard
,
T.
Qian
,
Y.-M.
Xu
,
X.
Dai
, and
H.
Ding
,
Rev. Sci. Instrum.
82
,
043712
(
2011
).
117.
Y.
Zhang
,
V. W.
Brar
,
C.
Girit
,
A.
Zettl
, and
M. F.
Crommie
,
Nat. Phys.
5
,
722
(
2009
).
118.
H.
Beidenkopf
,
P.
Roushan
,
J.
Seo
,
L.
Gorman
,
I.
Drozdov
,
Y. S.
Hor
,
R. J.
Cava
, and
A.
Yazdani
,
Nat. Phys.
7
,
939
(
2011
).
119.
Y.
Fujikawa
,
T.
Sakurai
, and
R. M.
Tromp
,
Phys. Rev. B
79
,
121401
(
2009
).
120.
P.
Sutter
,
M. S.
Hybertsen
,
J. T.
Sadowski
, and
E.
Sutter
,
Nano Lett.
9
,
2654
(
2009
).
121.
W.
Jin
 et al,
Phys. Rev. Lett.
111
,
106801
(
2013
).
122.
M.
Cattelan
and
N.
Fox
,
Nanomaterials
8
,
284
(
2018
).
123.
S.
Ulstrup
 et al,
Appl. Phys. Lett.
114
,
151601
(
2019
).
124.
M.
Escher
 et al,
J. Phys.
17
,
S1329
(
2005
).
125.
B.
Krömker
,
M.
Escher
,
D.
Funnemann
,
D.
Hartung
,
H.
Engelhard
, and
J.
Kirschner
,
Rev. Sci. Instrum.
79
,
053702
(
2008
).
126.
C.
Wiemann
,
M.
Patt
,
I. P.
Krug
,
N. B.
Weber
,
M.
Escher
,
M.
Merkel
, and
C. M.
Schneider
,
e-J. Surf. Sci. Nanotechnol.
9
,
395
(
2011
).
127.
G.
Schönhense
,
K.
Medjanik
, and
H.-J.
Elmers
,
J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom.
200
,
94
(
2015
).
128.
C.
Tusche
,
Y.-J.
Chen
,
C. M.
Schneider
, and
J.
Kirschner
,
Ultramicroscopy
206
,
112815
(
2019
).
129.
F.
Matsui
,
S.
Makita
,
H.
Matsuda
,
T.
Yano
,
E.
Nakamura
,
K.
Tanaka
,
S.
Suga
, and
S.
Kera
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
59
,
067001
(
2020
).
130.
E.
Rotenberg
and
A.
Bostwick
,
J. Synchrotron Radiat.
21
,
1048
(
2014
).
131.
J.
Avila
,
I.
Razado-Colambo
,
S.
Lorcy
,
B.
Lagarde
,
J.-L.
Giorgetta
,
F.
Polack
, and
M. C.
Asensio
,
J. Phys.
425
,
192023
(
2013
).
132.
J.
Avila
and
M. C.
Asensio
,
Synchrotron Radiat. News
27
,
24
(
2014
).
133.
B.
Rösner
,
P.
Dudin
,
J.
Bosgra
,
M.
Hoesch
, and
C.
David
,
J. Synchrotron Radiat.
26
,
467
(
2019
).
134.
P.
Dudin
,
P.
Lacovig
,
C.
Fava
,
E.
Nicolini
,
A.
Bianco
,
G.
Cautero
, and
A.
Barinov
,
J. Synchrotron Radiat.
17
,
445
(
2010
).
135.
P. V.
Nguyen
 et al,
Nature
572
,
220
(
2019
).
136.
R. J.
Koch
,
C.
Jozwiak
,
A.
Bostwick
,
B.
Stripe
,
M.
Cordier
,
Z.
Hussain
,
W.
Yun
, and
E.
Rotenberg
,
Synchrotron Radiat. News
31
,
50
(
2018
).
137.
D.
Curcio
 et al,
Phys. Rev. Lett.
125
,
236403
(
2020
).
138.
Y.
Liu
,
S.
Zhang
,
J.
He
,
Z. M.
Wang
, and
Z.
Liu
,
Nano-Micro Lett.
11
,
100
(
2019
).
139.
S.
Fan
,
Q. A.
Vu
,
M. D.
Tran
,
S.
Adhikari
, and
Y. H.
Lee
,
2D Mater.
7
,
022005
(
2020
).
140.
L.
Ju
 et al,
Nat. Nanotechnol.
9
,
348
(
2014
).
141.
T.
Zhang
,
N.
Levy
,
J.
Ha
,
Y.
Kuk
, and
J. A.
Stroscio
,
Phys. Rev. B
87
,
115410
(
2013
).
142.
S.
Kevan
,
Phys. Rev. B
33
,
4364
(
1986
).
143.
A. V.
Kretinin
 et al,
Nano Lett.
14
,
3270
(
2014
).
144.
R.
Muzzio
 et al,
Phys. Rev. B
101
,
201409
(
2020
).
145.
A.
Kaminski
,
S.
Rosenkranz
,
M. R.
Norman
,
M.
Randeria
,
Z. Z.
Li
,
H.
Raffy
, and
J. C.
Campuzano
,
Phys. Rev. X
6
,
031040
(
2016
).
146.
M.
Naamneh
,
J. C.
Campuzano
, and
A.
Kanigel
, arXiv:1607.02901 (
2016
).
147.
By the surface conductance being 20 times higher than the bulk conductance, we do not refer to a 2D surface conductance compared to a 3D bulk conductance. We merely mean that the top layer voxels in the simulation have a conductivity that is 20 times higher than that of all the other voxels. The depth of the first layer voxels is 60 times smaller than the distance between the contacts.
148.
J. W.
Wells
,
J. F.
Kallehauge
,
T. M.
Hansen
, and
P.
Hofmann
,
Phys. Rev. Lett.
97
,
206803
(
2006
).
149.
P.
Hofmann
and
J. W.
Wells
,
J. Phys.
21
,
013003
(
2009
).
150.
E.
Perkins
,
L.
Barreto
,
J.
Wells
, and
P.
Hofmann
,
Rev. Sci. Instrum.
84
,
033901
(
2013
).
151.
L.
Barreto
 et al,
Nano Lett.
14
,
3755
(
2014
).
152.
F.
Joucken
 et al,
Phys. Rev. B
93
,
241101
(
2016
).
153.
F.
Joucken
 et al,
Phys. Rev. B
99
,
161406
(
2019
).
154.
A.
Paradisi
,
J.
Biscaras
, and
A.
Shukla
,
Appl. Phys. Lett.
107
,
143103
(
2015
).
155.
P.
Rosenzweig
,
H.
Karakachian
,
D.
Marchenko
,
K.
Küster
, and
U.
Starke
,
Phys. Rev. Lett.
125
,
176403
(
2020
).
156.
Y.
Zhang
,
V. W.
Brar
,
F.
Wang
,
C.
Girit
,
Y.
Yayon
,
M.
Panlasigui
,
A.
Zettl
, and
M. F.
Crommie
,
Nat. Phys.
4
,
627
(
2008
).
157.
F.
Joucken
 et al,
Nano Lett.
19
,
2682
(
2019
).
158.
E.
McCann
,
Phys. Rev. B
74
,
161403
(
2006
).
159.
T.
Ohta
,
A.
Bostwick
,
T.
Seyller
,
K.
Horn
, and
E.
Rotenberg
,
Science
313
,
951
(
2006
).
160.
L.
Kipp
,
K.
Roßnagel
,
C.
Solterbeck
,
T.
Strasser
,
W.
Schattke
, and
M.
Skibowski
,
Phys. Rev. Lett.
83
,
5551
(
1999
).
161.
R. H.
Gaylord
,
K. H.
Jeong
, and
S. D.
Kevan
,
Phys. Rev. Lett.
62
,
2036
(
1989
).
162.
P.
Aebi
,
J.
Osterwalder
,
R.
Fasel
,
D.
Naumović
, and
L.
Schlapbach
,
Surf. Sci.
307-309
,
917
(
1994
).
163.
E. L.
Shirley
,
L. J.
Terminello
,
A.
Santoni
, and
F. J.
Himpsel
,
Phys. Rev. B
51
,
13614
(
1995
).
164.
M.
Mucha-Kruczynski
,
O.
Tsyplyatyev
,
A.
Grishin
,
E.
McCann
,
V. I.
Fal'ko
,
A.
Bostwick
, and
E.
Rotenberg
,
Phys. Rev. B
77
,
195403
(
2008
).
165.
S.
Lizzit
,
G.
Zampieri
,
L.
Petaccia
,
R.
Larciprete
,
P.
Lacovig
,
E. D. L.
Rienks
,
G.
Bihlmayer
,
A.
Baraldi
, and
P.
Hofmann
,
Nat. Phys.
6
,
345
(
2010
).
166.
I.
Gierz
,
J.
Henk
,
H.
Höchst
,
C. R.
Ast
, and
K.
Kern
,
Phys. Rev. B
83
,
121408
(
2011
).
167.
A.
Bostwick
,
F.
Speck
,
T.
Seyller
,
K.
Horn
,
M.
Polini
,
R.
Asgari
,
A. H.
MacDonald
, and
E.
Rotenberg
,
Science
328
,
999
(
2010
).
168.
A. L.
Walter
 et al,
Phys. Rev. B
84
,
085410
(
2011
).
169.
S.
Das Sarma
and
E. H.
Hwang
,
Phys. Rev. B
87
,
045425
(
2013
).
170.
S.
Ulstrup
,
M.
Schüler
,
M.
Bianchi
,
F.
Fromm
,
C.
Raidel
,
T.
Seyller
,
T.
Wehling
, and
P.
Hofmann
,
Phys. Rev. B
94
,
081403
(
2016
).
171.
A. J. H.
Jones
 et al,
Adv. Mater.
32
,
2001656
(
2020
).
172.
S.
Luryi
,
Appl. Phys. Lett.
52
,
501
(
1988
).
173.
T.
Cheiwchanchamnangij
and
W. R. L.
Lambrecht
,
Phys. Rev. B
85
,
205302
(
2012
).
174.
E.
Cappelluti
,
R.
Roldán
,
J. A.
Silva-Guillén
,
P.
Ordejón
, and
F.
Guinea
,
Phys. Rev. B
88
,
075409
(
2013
).
175.
J. M.
Riley
 et al,
Nat. Phys.
10
,
835
(
2014
).
176.
K. F.
Mak
,
C.
Lee
,
J.
Hone
,
J.
Shan
, and
T. F.
Heinz
,
Phys. Rev. Lett.
105
,
136805
(
2010
).
177.
A.
Splendiani
,
L.
Sun
,
Y.
Zhang
,
T.
Li
,
J.
Kim
,
C.-Y.
Chim
,
G.
Galli
, and
F.
Wang
,
Nano Lett.
10
,
1271
(
2010
).
178.
J.
Katoch
 et al,
Nat. Phys.
14
,
355
(
2018
).
179.
D. Y.
Qiu
,
F. H.
da Jornada
, and
S. G.
Louie
,
Phys. Rev. Lett.
111
,
216805
(
2013
).
180.
A.
Grubišić Čabo
 et al,
Nano Lett.
15
,
5883
(
2015
).
181.
S.
Ulstrup
 et al,
ACS Nano
10
,
6315
(
2016
).
182.
R.
Bertoni
 et al,
Phys. Rev. Lett.
117
,
277201
(
2016
).
183.
S.
Ulstrup
 et al,
Phys. Rev. B
95
,
041405
(
2017
).
184.
H.
Beyer
 et al,
Phys. Rev. Lett.
123
,
236802
(
2019
).
185.
D.
Kutnyakhov
 et al,
Rev. Sci. Instrum.
91
,
013109
(
2020
).
186.
A.
Chernikov
,
C.
Ruppert
,
H. M.
Hill
,
A. F.
Rigosi
, and
T. F.
Heinz
,
Nat. Photonics
9
,
466
(
2015
).
187.
P.
Eickholt
,
C.
Sanders
,
M.
Dendzik
,
L.
Bignardi
,
D.
Lizzit
,
S.
Lizzit
,
A.
Bruix
,
P.
Hofmann
, and
M.
Donath
,
Phys. Rev. Lett.
121
,
136402
(
2018
).
188.
C.
Zhang
,
Y.
Chen
,
A.
Johnson
,
M.-Y.
Li
,
L.-J.
Li
,
P. C.
Mende
,
R. M.
Feenstra
, and
C.-K.
Shih
,
Nano Lett.
15
,
6494
(
2015
).
189.
A.
Bruix
 et al,
Phys. Rev. B
93
,
165422
(
2016
).
190.
J. M.
Riley
 et al,
Nat. Nanotechnol.
10
,
1043
(
2015
).
191.
A.
Chernikov
,
A. M.
van der Zande
,
H. M.
Hill
,
A. F.
Rigosi
,
A.
Velauthapillai
,
J.
Hone
, and
T. F.
Heinz
,
Phys. Rev. Lett.
115
,
126802
(
2015
).
192.
A. F.
Young
 et al,
Phys. Rev. B
85
,
235458
(
2012
).
193.
A.
Bostwick
,
J. L.
McChesney
,
K. V.
Emtsev
,
T.
Seyller
,
K.
Horn
,
S. D.
Kevan
, and
E.
Rotenberg
,
Phys. Rev. Lett.
103
,
056404
(
2009
).
194.
P.
Muralt
and
D. W.
Pohl
,
Appl. Phys. Lett.
48
,
514
(
1986
).
195.
H.
Zhang
,
X.
Li
,
Y.
Chen
,
C.
Durand
,
A.-P.
Li
, and
X.-G.
Zhang
,
Rev. Sci. Instrum.
87
,
083702
(
2016
).
196.
J.-P.
Tetienne
,
N.
Dontschuk
,
D. A.
Broadway
,
A.
Stacey
,
D. A.
Simpson
, and
L. C. L.
Hollenberg
,
Sci. Adv.
3
,
e1602429
(
2017
).
197.
B.
Voigtländer
,
V.
Cherepanov
,
S.
Korte
,
A.
Leis
,
D.
Cuma
,
S.
Just
, and
F.
Lüpke
,
Rev. Sci. Instrum.
89
,
101101
(
2018
).
198.
L.
Ella
 et al,
Nat. Nanotechnol.
14
,
480
(
2019
).
199.
J.
Gudde
,
M.
Rohleder
,
T.
Meier
,
S. W.
Koch
, and
U.
Hofer
,
Science
318
,
1287
(
2007
).
200.
J.
Reimann
 et al,
Nature
562
,
396
(
2018
).
201.
Y.
Nakayama
,
S.
Kera
, and
N.
Ueno
,
J. Mater. Chem. C
8
,
9090
(
2020
).
202.
A.
Bostwick
,
T.
Ohta
,
T.
Seyller
,
K.
Horn
, and
E.
Rotenberg
,
Nat. Phys.
3
,
36
(
2007
).
203.
X.
Zhou
,
B.
Wannberg
,
W.
Yang
,
V.
Brouet
,
Z.
Sun
,
J.
Douglas
,
D.
Dessau
,
Z.
Hussain
, and
Z.-X.
Shen
,
J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom.
142
,
27
(
2005
).
204.
S.
Passlack
,
S.
Mathias
,
O.
Andreyev
,
D.
Mittnacht
,
M.
Aeschlimann
, and
M.
Bauer
,
J. Appl. Phys.
100
,
024912
(
2006
).
205.
S.
Hellmann
,
K.
Rossnagel
,
M.
Marczynski-Bühlow
, and
L.
Kipp
,
Phys. Rev. B
79
,
035402
(
2009
).
206.
S.
Hellmann
,
T.
Ott
,
L.
Kipp
, and
K.
Rossnagel
,
Phys. Rev. B
85
,
075109
(
2012
).
207.
J.
Kröger
,
T.
Greber
,
T. J.
Kreutz
, and
J.
Osterwalder
,
J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom.
113
,
241
(
2001
).
208.
S.
Ulstrup
,
J. C.
Johannsen
,
M.
Grioni
, and
P.
Hofmann
,
Rev. Sci. Instrum.
85
,
013907
(
2014
).
209.
R. P.
Xian
 et al, arXiv:1909.07714 (
2019
).
210.
J. A.
Miwa
,
P.
Hofmann
,
M. Y.
Simmons
, and
J. W.
Wells
,
Phys. Rev. Lett.
110
,
136801
(
2013
).
211.
S.
Suga
 et al,
Phys. Rev. B
70
,
155106
(
2004
).
212.
M.
Kobayashi
,
I.
Muneta
,
T.
Schmitt
,
L.
Patthey
,
S.
Ohya
,
M.
Tanaka
,
M.
Oshima
, and
V. N.
Strocov
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
242103
(
2012
).
213.
D.
Woodruff
,
J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom.
126
,
55
(
2002
).
214.
S. L.
Molodtsov
,
M.
Richter
,
S.
Danzenbächer
,
S.
Wieling
,
L.
Steinbeck
, and
C.
Laubschat
,
Phys. Rev. Lett.
78
,
142
(
1997
).
215.
P.
Hofmann
,
C.
Søndergaard
,
S.
Agergaard
,
S. V.
Hoffmann
,
J. E.
Gayone
,
G.
Zampieri
,
S.
Lizzit
, and
A.
Baraldi
,
Phys. Rev. B
66
,
245422
(
2002
).
216.
L.
Perfetti
,
P. A.
Loukakos
,
M.
Lisowski
,
U.
Bovensiepen
,
H.
Eisaki
, and
M.
Wolf
,
Phys. Rev. Lett.
99
,
197001
(
2007
).
217.
J. C.
Johannsen
 et al,
Phys. Rev. Lett.
111
,
027403
(
2013
).
218.
I.
Gierz
 et al,
Nat. Mater.
12
,
1119
(
2013
).
219.
S.
Ulstrup
 et al,
Phys. Rev. Lett.
112
,
257401
(
2014
).
220.
G.
Rohde
 et al,
Phys. Rev. Lett.
121
,
256401
(
2018
).
221.
L.
Perfetti
,
P. A.
Loukakos
,
M.
Lisowski
,
U.
Bovensiepen
,
H.
Berger
,
S.
Biermann
,
P. S.
Cornaglia
,
A.
Georges
, and
M.
Wolf
,
Phys. Rev. Lett.
97
,
067402
(
2006
).
222.
S.
Hellmann
 et al,
Nat. Commun.
3
,
1069
(
2012
).
223.
D.
Leuenberger
,
H.
Yanagisawa
,
S.
Roth
,
J. H.
Dil
,
J. W.
Wells
,
P.
Hofmann
,
J.
Osterwalder
, and
M.
Hengsberger
,
Phys. Rev. Lett.
110
,
136806
(
2013
).
224.
J. A.
Sobota
,
S.-L.
Yang
,
D.
Leuenberger
,
A. F.
Kemper
,
J. G.
Analytis
,
I. R.
Fisher
,
P. S.
Kirchmann
,
T. P.
Devereaux
, and
Z.-X.
Shen
,
Phys. Rev. Lett.
113
,
157401
(
2014
).
225.
S.
Gerber
 et al,
Science
357
,
71
(
2017
).
226.
P.
Hein
,
S.
Jauernik
,
H.
Erk
,
L.
Yang
,
Y.
Qi
,
Y.
Sun
,
C.
Felser
, and
M.
Bauer
,
Nat. Commun.
11
,
2613
(
2020
).
227.
J.
Reimann
,
J.
Güdde
,
K.
Kuroda
,
E. V.
Chulkov
, and
U.
Höfer
,
Phys. Rev. B
90
,
081106
(
2014
).
228.
M.
Rösner
,
C.
Steinke
,
M.
Lorke
,
C.
Gies
,
F.
Jahnke
, and
T. O.
Wehling
,
Nano Lett.
16
,
2322
(
2016
).
229.
L.-P.
Oloff
 et al,
New J. Phys.
16
,
123045
(
2014
).
230.
S.
Ulstrup
 et al,
J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom.
200
,
340
(
2015
); Special Anniversary Issue: Volume 200.
231.
H.
Spiecker
,
O.
Schmidt
,
C.
Ziethen
,
D.
Menke
,
U.
Kleineberg
,
R.
Ahuja
,
M.
Merkel
,
U.
Heinzmann
, and
G.
Schönhense
,
Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A
406
,
499
(
1998
).
232.
S.
Chernov
 et al,
Ultramicroscopy
159
,
453
(
2015
).
233.
J.
Madéo
 et al, arXiv:2005.00241 (
2020
).
234.
R.
Kumai
,
Y.
Okimoto
, and
Y.
Tokura
,
Science
284
,
1645
(
1999
).
235.
K. M.
Lang
,
V.
Madhavan
,
J. E.
Hoffman
,
E. W.
Hudson
,
H.
Eisaki
,
S.
Uchida
, and
J. C.
Davis
,
Nature
415
,
412
(
2002
).
236.
M. M.
Qazilbash
 et al,
Science
318
,
1750
(
2007
).
237.
K.
Lai
,
M.
Nakamura
,
W.
Kundhikanjana
,
M.
Kawasaki
,
Y.
Tokura
,
M. A.
Kelly
, and
Z.-X.
Shen
,
Science
329
,
190
(
2010
).
238.
I.
Torre
,
A.
Tomadin
,
A. K.
Geim
, and
M.
Polini
,
Phys. Rev. B
92
,
165433
(
2015
).
239.
D. A.
Bandurin
 et al,
Science
351
,
1055
(
2016
).
240.
R.
Krishna Kumar
 et al,
Nat. Phys.
13
,
1182
(
2017
).
241.
J. A.
Sulpizio
 et al,
Nature
576
,
75
(
2019
).
242.
M.
Polini
and
A. K.
Geim
,
Phys. Today
73
(
6
),
28
(
2020
).
243.
M. J. M.
de Jong
and
L. W.
Molenkamp
,
Phys. Rev. B
51
,
13389
(
1995
).
244.
M. Z.
Hasan
and
C. L.
Kane
,
Rev. Mod. Phys.
82
,
3045
(
2010
).
245.
Y.
Ando
,
J. Phys. Soc. Jpn.
82
,
102001
(
2013
).
246.
H. M.
Benia
,
C.
Lin
,
K.
Kern
, and
C. R.
Ast
,
Phys. Rev. Lett.
107
,
177602
(
2011
).
247.
P. D. C.
King
 et al,
Phys. Rev. Lett.
107
,
096802
(
2011
).
You do not currently have access to this content.