2008 Fiscal Year Annual Research Report
遷移金属酸化物の共鳴非弾性X線散乱における有効モデルの構築
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18740174
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
筒井 健二 Japan Atomic Energy Agency, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (80291011)
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| Keywords | 共鳴非弾性X線散乱 / 銅酸化物高温超伝導物質 / ニッケル酸化物 / 数値的厳密対角化法 |
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| Research Abstract |
銅酸化物高温超伝導物質等の遷移金属酸化物に対するK吸収端共鳴非弾性散乱の実験が国内外で集中的に行われはじめている.遷移金属のKやL吸収端付近のX線の波長は格子定数程度であるため,散乱スペクトルにおけるX線の波数変化依存性が測定可能である.このことは系の集団励起や電子の遍歴性等の情報もX線散乱スペクトルから引き出せることを意味する.最近ではニッケル酸化物に対しても共鳴非弾性散乱の実験が行われはじめ,その理論的指針が必要となってきている.二次元ニッケル酸化物はスピン1の反強磁性体であり,そしてホールが注入されることによりストライプ状態になることが銅酸化物と対照的である.これらの物性はNi3d軌道のeg軌道の電子が担っている.そこで本研究ではeg軌道の2バンド模型に対する数値的厳密対角化法を用いて,ニッケル酸化物の電子状態を議論し,その電子状態の情報を共鳴非弾性X線散乱スペクトルから導く理論構築を行った.まず,キャリアがドープされていない場合,ニッケル酸化物の共鳴非弾性X線散乱スペクトルに,銅酸化物ほどではないが異方的な運動量依存性があることを予見した.また,再隣接格子間の電子間クーロン相互作用によるチェッカーボード状の電荷秩序およびそのRIXSスペクトルを計算し,電荷秩序の有無でスペクトルの特徴がどのように現れるかを示した.そしてその電子励起をより詳細に調べるため電荷の動的相関関数と比較し,そのX線散乱スペクトルの形状との類似性を示した.以上の結果はX線散乱実験に対する新たな指針となると考えられる.
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