Mott相变是电子间强关联作用导致的金属-绝缘体相变。当原子上库伦斥力U与带宽W之比大于某个临界值，电子在原子间的跃迁就会被禁止。Mott相变可以通过电荷填充控制和带宽控制两种方式实现。在电荷填充控制中，人们通过掺杂得到半满的能带，例如铜氧化物高温超导体系那样。在带宽控制中，人们通过物理或化学压力对W相对U进行调节。然而至今，还没有直接观测到带宽控制型Mott相变（BCMT）中电子结构的演化。NiS2−xSex是一个典型的BCMT体系。由于它是一个非半满的多带体系，它的BCMT比之前的半满单带Hubbard模型所描述的更为复杂，因此对它一直没有一致和全面的了解。

图 1: NiS2-xSex的三维电子结构及其随着BCMT的演化。

  利用软X光角分辨光电子能谱，我们揭示了的三维电子结构（图1（a）-1（c））。我们对这一多带非半满体系的BCMT作了首次的直接证明和电子结构表征。我们发现在顺磁金属相和反铁磁金属相中，费米面体积不受S掺杂的影响，而裸带带宽只是略有变窄。增强的关联作用使谱重向高能转移，减小相干谱重的带宽（图1（f）），压制相干谱重（图1（g）），最终达到Mott相变，表征为发散的准粒子有效质量和费米能量处耗尽的相干谱重。另外，在绝缘相没有能隙打开，表征为费米能量处有限值的非相干谱重。这些结果加深了我们对Mott相变总体上的理解。

  光电子能谱数据在瑞士光源（SLS）的先进共振能谱(ADRESS)光束线采集。本工作部分受到国家自然科学基金和科技部973计划的支持。

论文见H. C. Xu, Y. Zhang, M. Xu, R. Peng, X. P. Shen, V. N. Strocov, M. Shi, M. Kobayashi, T. Schmitt, B. P. Xie, and D. L. Feng*, Direct Observation of the Bandwidth Control Mott Transition in the NiS2−xSex Multiband System, Physical Review Letters 112, 087603 (2014). link