制動輻射等色緑(BIS)に現れる微細構造の理論研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01550002
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 渡辺 剛 東北大学, 工学部, 教授 (00005240)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮崎 博司 東北大学, 工学部, 助手 (00134007) ; 倉本 義夫 東北大学, 工学部, 助教授 (70111250)
• Keywords: 光電子分光 / 高温超伝導体 / 散乱状態 / トリオン状態

Research Abstract

制動輻射スペクトルの微細構造はフェルミ・エネルギ-より高いエネルギ-状態、即ち伝導帯空準位の状態密度を反映する。それ故、光電子スペクトルと相補的な関係にある。本研究では、銅酸化物超伝導体のフェルミ面近傍の電子状態の解明を試みた。先ず、CuO_2平面構造内の電子状態を記述するため銅の3d、酸素の2p軌道をベ-スとし、これにp-d混成相互作用と銅サイト上の強いd-dク-ロン斥力を考慮したハバ-ド・モデルから出発し、周期的境界条件を課した上で、Cu_4O_8の電子構造を数値的に求めた。解析の結果、ホ-ルをド-プした場合にはフェルミ準位の近くで大きな分散が存在することが示された。次にハバ-ド・モデルをt-j・モデルに変換し、有限サイズの銅クラスタ-に対して電子のエネルギ-分散を求めた。現在4、8、10サイトのクラスタ-について第2近接イオンへのtransferまで考慮して基低状態、エネルギ-固有値、動的構造因子を求めた。
次に、イオン結晶の光電子スペクトルに見られる微細構造について考察した。絶縁体の内殻励起子のオ-ジェ-崩壊に伴って生じる価電子帯の2個のホ-ルは励起子を構成していた電子を媒介として結合状態を作る可能性をもつ。本研究では、この3粒子のつくる状態を散乱問題として扱い、Faddeev近似を用いて束縛状態及びそのエネルギ-固有値を求めた。特にLiF結晶を用いた共鳴光電子励起の実験結果を念頭におき、価電子帯は主にF 2p、伝導帯の低エネルゲ-部分はLi 2sの特徴を持つものとして、3体束縛状態出現の可能性を理論的に調べた。その結果、2個のホ-ルが同じF-サイトに存在する場合、ホ-ル間にク-ロン斥力が働き束縛エネルギ-が減少するため、安定な3体束縛状態では、空間的に2個のホ-ルがLi-サイトを挟んだF-サイトにつくられている確率が十分に高いことが明らかになった。

Research Products

• [Publications] Y.Kuramoto: "Dispersive‘Single-Particle Excitationg in Strongly Correlated Two-Dimensional Systems" Springer Series in Solid-State Science. 89. 88-97 (1989)
• [Publications] H.Miyazaki: "Theory of Self-Similarity in the Reflectivity Spectrum of Fibonacci Superlattice" Solid State Communication. 72. 241-244 (1989)
• [Publications] T.Watanabe: "Exact treatment of three-body bound states in a one-dimensional model of ionic crystals" 投稿中(Phys.Rev.).
• [Publications] Y.Kuramoto: "Four-spin interaction as an effective interaction in high Tc copper oxides" 投稿中(Phys.Rev.).