共鳴X線散乱の理論とそれに関連した励起状態の第一原理計算法の確立

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14540323
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: 五十嵐 潤一 特殊法人日本原子力研究所, 放射光化学研究センター・物質構造シミュレーショングループ, 主任研究員 (20127179)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 学 群馬大学, 工学部, 助教授 (50250816)
• Keywords: 共鳴X線散乱 / 磁気円二色性 / K吸収端 / 格子歪 / 軌道秩序 / スピン軌道相互作用

Research Abstract

微視的立場から共鳴X線散乱および吸収の機構を研究し、以下の成果を得た。
・遷移金属化合物で軌道秩序を示す典型物質KCuF_3におけるK(1s)吸収端共鳴X線散乱(RXS>スペクトルの第一原理計算(LDA+U)を行い、実験結果を再現すると共に、その強度はヤーンテラー歪から生じることを明らかにした。スペクトル強度は軌道秩序の直接の反映であるとする主張を明確に否定するもので、今後の実験データ解釈の重要な指針となる。
・KCuF_3の反強磁性秩序に対応したRXS(磁気RXS)のスペクトルの第一原理計算を行い、スピン軌道相互作用を考慮することで、実験結果を再現することに成功するとともに、スペクトル強度は4p電子状態におけるスピン分極ではなく軌道分極から生じていることを実験結果の解析から明らかにした。
・強磁性金属Mn_3GaCにおけるK(1s)吸収端磁気円二色性(XMCD)スペクトルを、スピン軌道相互作用を考慮した第一原理計算に基づき解析した。MnおよびGaのK吸収端における形状の相違点を含めて、スペクトル形状の微細な構造の起源まで同定でき、4p電子の軌道分極の機構が解明できた。
・DyB2C2における四重極秩序相におけるL(2p)吸収端RXSスペクトルを、タイトバインデング模型を用いて理論解析し、スペクトル強度はCe 5d状態が格子歪により変調をうけていることから生じることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] M.Takahashi: "Resonant X Ray Scattering in YTiO_3 and YVO_3"Surface Rev. Lett.. 9・2. 1197-1201 (2002)
• [Publications] T.Nagao: "5d States and Resonant X-Ray Scattering from CeB_6"Surface Rev. Lett.. 9・2. 1203-1207 (2002)
• [Publications] M.Takahashi: "Lattice Distortion and V K Edge Resonant X-Ray Scattering in YVO_3"Physical Review B. 65. 205114-205117 (2002)
• [Publications] J.Igarashi: "Resonant X-Ray Scattering from CeB_6"J. Phys. Soc. Jpn.. 71・7. 1771-1779 (2002)
• [Publications] M.Takahashi: "Magnetic Resonant X-Ray Scattering in KCuF_3"Physical Review B. (掲載予定). (2003)
• [Publications] J.Igarashi: "Lattice Distortion and Resonant X-Ray Scattering in DyB_2C_2"J. Phys. Soc. Jpn.. (掲載予定). (2003)