2017 Fiscal Year Annual Research Report
Spin-orbit coupled electronic structures studied by bulk-sensitive angle-resolved photoemission spectroscopy
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15K05186
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
山崎 篤志 甲南大学, 理工学部, 教授 (50397775)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 電子構造 / 光電子分光 / イリジウム / 酸化物 / スピン軌道 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，擬2次元から3次元の結晶構造を有するペロブスカイト型イリジウム酸化物群に対して，軟X線励起光電子分光によりバルク3次元分散構造を直接観測し，未だ十分に理解されていない，次元性の変化に伴って発現する種々の異常物性と強スピン軌道結合電子構造との相関を明らかにすることを目的としている．平成29年度には，ペロブスカイト型イリジウム酸化物群に対してバルク内殼電子構造を観測し，価電子帯電子構造や異常物性との相関の有無や電子構造パラメータを定量的に評価することを目的としてSPring-8のBL19LXUにおいて光エネルギー8keVの硬X線励起光電子分光（HAXPES）実験を行った．また，種々の理論計算により当該物質群の電子構造を求め，実験結果と比較するとともに，酸素欠陥や元素置換による電子構造の変化を調べた．
HAXPESより得られたIr 4f内殼光電子スペクトルの形状は，ペロブスカイト型イリジウム酸化物群の結晶構造の次元性および電気伝導特性によって大きく変化した．特に，金属的なSrIrO3と絶縁体的なSr2IrO4およびSr3Ir2O7では全く異なる特徴をもち，前者は光電子放出に伴って生成された内殼正孔を非局所からの電荷移動により遮蔽していること示す構造が強く観測された．この非局所遮蔽による構造は従来から内殼光電子スペクトルの形状解析に用いられているクラスターモデル計算では再現できない（またはアジャスタブルなパラメータの数を増加させてしまう）ため，その枠組みを超えたより信頼性の高い理論計算を採用する必要があることが明らかとなった．密度汎関数理論に基づく計算コードAkaiKKRにより，コヒーレントポテンシャル近所を使って（LDA+SO-CPA），SrIrO3に酸素欠損を導入した際の電子構造を計算した．
また，この研究の過程で，CeNi2Ge2やErCo2などの希土類化合物およびLaAlO3/SrTiO3界面の電子構造に関する知見も得られた．
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| Remarks |
当該webページの「研究業績」ページにて，発表論文の情報を発信．
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