We present an angle-resolved photoemission doping dependence study of the n-type cuprate superconductor Nd2-xCexCuO4±δ, from the half-filled Mott insulator to the Tc=24 K superconductor. In Nd2CuO4, we reveal the charge-transfer band for the first time. As electrons are doped into the system, this feature's intensity decreases with the concomitant formation of near-EF spectral weight. At low doping, the Fermi surface is an electron-pocket (with volume～x) centered at [π,0]. Further doping leads to the creation of a new holelike Fermi surface (volume～1+x) centered at [π,π]. These findings shed light on the Mott gap, its doping evolution, as well as the anomalous transport properties of the n-type cuprates.

We report on resonant inelastic x-ray scattering studies of a one-dimensional quantum spin system Sr2CuO3. Data were taken at the Cu 1s→3d edge, which is expected to provide dd excitation spectra. The energy loss spectra show the lowest peak near 2.0 eV, smaller by≈0.6 eV than the lowest energy peak obtained at the 1s→4p edge. The feature has a total dispersion of about 0.2 eV with a periodicity of. While a comparison with optical measurements supports the interpretation of the data as being from dd excitations, the dispersion is apparently incompatible with theoretical results.

The low-energy electronic structure of the nearly optimally doped trilayer cuprate superconductor Bi2Sr2Ca2Cu3O10+δ is investigated by angle-resolved photoemission spectroscopy. The normal state quasiparticle dispersion and Fermi surface and the superconducting d-wave gap and coherence peak are observed and compared with those of single- and bilayer systems. We find that both the superconducting gap magnitude and the relative coherence-peak intensity scale linearly with Tc for various optimally doped materials.

Excitons

We explore the electronic structure in the heavily overdoped regime of the single-layer cuprate superconductor Bi1.74Pb0.38Sr1.88CuO6+δ. We found that the nodal quasiparticle behavior is dominated mostly by phonons, while the antinodal quasiparticle line shape is dominated by spin fluctuations. Moreover, while long range spin fluctuations diminish at very high doping, the local magnetic fluctuations still dominate the quasiparticle dispersion, and the system exhibits a strange metal behavior in the entire overdoped regime.