軌道相転移の制御による新物質創製

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11220207
• Research Institution: Aoyama Gakuin University
• Principal Investigator: 秋光 純 青山学院大学, 理工学部, 教授 (80013522)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 廣田 和馬 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (90272012) ; 有馬 孝尚 筑波大学, 物質工学系, 助教授 (90232066) ; 古川 信夫 青山学院大学, 理工学部, 助教授 (00238669)
• Keywords: 軌道整列 / マンガン系酸化物 / 四重極秩序 / ペロブスカイト

Research Abstract

本研究のテーマは「軌道相転移の制御による新物質創製」であるが、現在のところ、まだまとまった結果は得られていない。以下、従来の継続として行なわれていた「軌道整列の直接観測」について我々のグループで得られた結果を箇条書きでまとめる。
1. 放射光X線による軌道整列の観跳
1)昨年度から行っていたNd_<1/2>Sr_<1/2>MnO_3の電荷・軌道秩序の観測結果をまとめて公表した。更に逐次磁気相転移を示すYVO_3の軌道秩序を放射光X線で観察し、2つの反強磁性相に対応して軌道秩序が入れ替わること、軌導秩序が常磁性相からすでに発達していることカ判明した。
2)4f電子に関しても、DyB_2C_2の単積晶を育成し、共鳴X線散乱を用いて、反強四極子秩序変数および空間対称性を直接観測することに成功した。
2. 偏極中性子散乱法による軌道整列の観測
我々は偏極中性子散乱法により、軌道整列を直接観測する方法を提案し、具体的にはYTiO_3及び2重層状ペロブスカイト型マンガン酸化物の軌道整列について、磁気ブラッグ散乱強度を偏極中性子散乱法によって正確に求め、軌道整列を観察する試みを開始した。
3. 実験的に量子相転移と思われる現象の観測されている2次元ペロフスカイト系Ca_<2-x>Sr_xRuO_3をとりあげ、軌道相転移の立場から考察を行った。我々は出発点としてRPAを用いて弱相関領域でのモデル計算を行った。その結果、この系の軌道揺らぎは2次元的なd_<xy>バンドではなく、むしろ1次元的なd_<xz2>d_<yz>バンドで顕著であることが示された,しかし、RPAの範囲内では軌道整列はおこらなかった。したがってこの系を強相関系として考え、多体効果についてのより正確な取り扱いを今後行う予定である。

Research Products

• [Publications] Y. Motome and N. Furukawa: "A Monte Carlo Method for Fermion Systems Coupled with Classical Degrees of Freedom"J. Phys. Soc. Jpn.. 68. 3853 (1999)
• [Publications] K. Hirota et al.: "Direct Obsevation of Antiferro-Quadrupolar Ordering-Resonant X-ray Scattering Study of D_yB_2C_2"Phys. Rev. Lett.. (in press). (2000)
• [Publications] T. Arima et al.: "Effect of uniaxial pressure on orbital ordering in Nd_<1-x>Sr_xMnO_3"Phys. Rev. B. 60. R15013-R15016 (1999)