2001 Fiscal Year Annual Research Report
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12046205
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
前川 禎通 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (60005973)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小椎八重 航 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (20273253)
高橋 三郎 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (60171485)
小山 富男 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (30153696)
森 道康 東北大学, 金属材料研究所, 中核的研究機関研究員
MARTINEK Jan Albin 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (40333877)
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| Keywords | 遷移金属酸化物 / モット・ギャップ / X線共鳴散乱 / 光電子分光 / 電気励起 |
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| Research Abstract |
銅酸化物高温超伝導物質及びその関連物質の電子状態を知るための新しい実験手段として共鳴非弾性X線散乱スペクトル及びラマン散乱に注目されている。本研究の目的は電子状態がそれぞれのスペクトルにどのように反映するかを明らかにすることである。今年度は特にマンガン銅酸化物絶縁体における共鳴非弾性X線散乱スペクトルの理論を構築した。Mn共鳴非弾性X線散乱のプロセスは次のようなものである。入射X線の吸収により、Mnの1s軌道の内殻電子が4p軌道に励起され、再び4p電子が1s軌道に戻ることによりX線が放出される。入射X線と散乱X線のエネルギーと運動量の変化量を測定することにより、3d電子系の励起の様子を調べることができる。すなわちこの散乱によって下部ハバードバンドと上部ハバ-ドバンドの特徴の両方併せ持った形でスペクトルが得られる。本研究では共鳴非弾性X線散乱スペクトルの計算を、内殻ホールの軌道を含めた拡張ハバード模型を用いて行った。Mn酸化物では3d電子の軌道の秩序が存在する。そのため、下部ハバードバンドから上部はバードバンドへのバンド間遷移に伴って軌道状態が変化する。そのため、共鳴非弾性X線散乱により、軌道励起が観測される。また、散乱スペクトルのアジマス角依存性を通して、軌道状態の詳細が研究できる。
以上の理論に基づいて、現在、本特定領域研究の実験グループで実験が進行中である。すでに、散乱スペクトルのアジマス角依存性が観測されており、軌道励起が初めて検出された。今後、詳細な理論と実験の比較を行うことにより、Mn酸化物の電子励起と軌道励起の性質が解明できるものと思われる。
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[Publications] S.Okamoto: "Orbital Structure and Magnetic Ordering in Layered Manganites : Universal Correlation and its Mechanism"Phys.Rev.B. 63. 104401-104406 (2001)
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[Publications] S.Maekawa: "Charge and Spin in Low-Dimensional Cprates"Rep.Prog Phys.. 64. 383-428 (2001)
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[Publications] S.Ishihara: "Theoretical Study of Orbital Ordering/Fluctuation and Resonant X-ray Scattering in Manganites"J.Mag.Mag.Matr.. 226-230. 908-910 (2001)
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[Publications] S.Ishinara: "Theory of Resonant X-ray Scattering as a Probe to Detect the Orbital Orderings and Excitations in CMR Manganites"J.Mag.Mag.Matr.. 233,No.1-2. 21-30 (2001)
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[Publications] S.Maekawa: "Spin-polarized tunneling and spin injection in superconductor-ferromagnet junctions"J.Mat.Sci.Eng.B. 84. 44-48 (2001)
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[Publications] H.Kondo: "Resonant Inelastic X-ray Scattering from Charge and Orbital Excitations in Manganites"Phys.Rev.B. 64. 014414 (2001)
