Лаборатория Марко Гриони в EPFL использовала метод спектроскопии под названием ARPES (фотоэмиссионная спектроскопия с угловым разрешением), который позволяет исследователям «отслеживать» поведение электронов в твердом материале. В этом случае твердым материалом был оксид меди, член семейства материалов оксидов переходных металлов, которые имеют широкое применение благодаря своим электронным, магнитным и каталитическим свойствам. В этом типе оксида меди атомы меди имеют два разных значения валентности, что делает его соединением «смешанной валентности».
Исследователи использовали ARPES для измерения энергии электронных полос в оксиде меди. Это затем помогло им вычислить массу его электронов. Проще говоря, чем шире полоса, тем меньше масса электрона.
Проведя измерения, ученые обнаружили, что электроны оксида меди на самом деле в 2,5 раза легче, чем значения, указанные в теоретических предсказаниях. «Это довольно необычно и неожиданно, — говорит Марко Гриони. «Это противоречит широко принятому принципу теории многих тел, согласно которому корреляционные эффекты обычно дают более узкие полосы и большие массы электронов».Авторы заявляют, что современные методы расчета электронной структуры могут предоставить по существу несоответствующее описание гибридизации лиганд-d в оксидах поздних переходных металлов.