Probing orbital symmetry in the quantum critical phenomena for the strongly correlated systems using the polarized core-level spectroscopy

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K03512
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 藤原 秀紀 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (00397746)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 強相関電子系 / 光電子分光 / 磁性 / 超伝導

Outline of Annual Research Achievements

強相関化合物の新奇超伝導等の発現機構を解明するためには、異方的な強相関3d, 4f軌道の対称性が重要な役割を担う。しかしながら、一般的なマクロ測定から特定サイトの局所軌道における結晶場基底状態の対称性を決定することは困難を伴う。我々は内殻硬X線光電子分光(HAXPES)の直線偏光依存性(LD)、及び光電子放 出角度依存性の測定により、主に希土類化合物の結晶場4f基底状態の起動対称性エネルギーを精密に決定する新手法の開発に成功し、量子臨界物質の微細電子構造を解明するべく研究を推進した。
本研究課題では、HAXPES-LDに加え、X線吸収分光(XAS-LD)、および帯磁率測定を組み合わせることにより、量子臨界点近傍に位置する正方晶Ce化合物の基底状態を精密に決定することを目的としている。まず正方晶Ce化合物CeCu2Ge2のΓ7基底状態の精密決定手法の確立し、さらにCeAgSb2のΓ6基底状態の決定にも成功した。以上の結果は正方晶Ce化合物の全ての基底状態を精密に決定可能であることを示しており、論文として報告した。以上の結果に加え、立方晶Pr化合物の基底状態の決定にも成功した。さらに、量子臨界現象を示すYb化合物YbAlB4の軌道対称性の解明に加え、内殻共鳴条件におけるHAXPES測定から、量子臨界現象の発現機構に重要な役割を示す伝導電子とf電子のクーロン相互作用についての知見も得た。さらにSmOS4SB12の特異な磁性と電子状態について、X線吸収磁気円二色性により明らかにした。

Research Products

• [Journal Article] Insight into Kondo screening in the intermediate-valence compound SmOs4Sb12 uncovered by soft x-ray magnetic circular dichroism (2020)
  • Author(s): Saitoh Y.、Fujiwara H.、Yasui A.、Kadono T.、Sugawara H.、Kikuchi D.、Sato H.、Suga S.、Yamasaki A.、Sekiyama A.、Imada S.
  • Journal Title: Physical Review B Volume: 102 Pages: 165152-1-8
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.102.165152
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spatially Resolved Spectral Imaging by A THz-FEL (2020)
  • Author(s): Irizawa Akinori、Fujimoto Masaki、Kawase Keigo、Kato Ryukou、Fujiwara Hidenori、Higashiya Atsushi、Macis Salvatore、Tomarchio Luca、Lupi Stefano、Marcelli Augusto、Suga Shigemasa
  • Journal Title: Condensed Matter Volume: 5 Pages: 38～38
  • DOI: 10.3390/condmat5020038
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Observation of Electronic Structures in Sr-Based Iridates by Bulk-Sensitive Photoemission Spectroscopy (2020)
  • Author(s): Nakagawa Koya、Fujiwara Hidenori、Hamamoto Satoru、Miyazaki Sho、Nakatani Yasuhiro、Kuga Kentaro、Higashiya Atsushi、Kadono Toshiharu、Tamasaku Kenji、Yabashi Makina、Ishikawa Tetsuya、Muro Takayuki、Imada Shin、Sekiyama Akira、Takase Kouichi、Kobori Hiromi、Yamasaki Atsushi
  • Journal Title: JPS Conference Proceedings Volume: 30 Pages: 011146-1-6
  • DOI: 10.7566/JPSCP.30.011146
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Local 4fElectronic Structure in PrAg2In Studied by Polarized X-Ray Absorption and Photoemission Spectroscopy (2020)
  • Author(s): Hamamoto Satoru、Fujioka Shuhei、Kanai-Nakata Yuina、Yamagami Kohei、Kuga Kentaro、Fujiwara Hidenori、Kiss Takayuki、Suzuki Hiroyuki S.、Higashiya Atsushi、Yamasaki Atsushi、Imada Shin、Tanaka Arata、Takeda Yukiharu、Saitoh Yuji、Tamasaku Kenji、Yabashi Makina、Ishikawa Tetsuya、Sekiyama Akira
  • Journal Title: JPS Conference Proceedings Volume: 30 Pages: 011113-1-5
  • DOI: 10.7566/JPSCP.30.011113
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electronic States of an Antiferromagnet CeCuSb2 Studied by Linearly Polarized Hard X-Ray Photoemission Spectroscopy (2020)
  • Author(s): Abozeed Amina A.、Sano Keisuke、Terashima Kensei、Yamasaki Atsushi、Higashiya Atsushi、Fujiwara Hidenori、Kiss Takayuki、Sekiyama Akira、Tanaka Yoshihito、Yabashi Makina、Tamasaku Kenji、Ishikawa Tetsuya、Masubuchi Shinichi、Imada Shin
  • Journal Title: JPS Conference Proceedings Volume: 30 Pages: 011104-1-6
  • DOI: 10.7566/JPSCP.30.011104
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ground State Local 4f Symmetry of CeAgSb2 Probed by Linearly Polarized Hard X-ray Photoemission (2020)
  • Author(s): Fujiwara H.、Kondo Y.、Hamamoto S.、Kanai-Nakata Y.、Kuga K.、Yamasaki A.、Higashiya A.、Kadono T.、Imada S.、Kiss T.、Tanaka A.、Tamasaku K.、Yabashi M.、Ishikawa T.、Ebihara T.、Sekiyama A.
  • Journal Title: JPS Conference Proceedings Volume: 30 Pages: 011101-1-5
  • DOI: 10.7566/JPSCP.30.011101
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Linearly Polarized Hard X-Ray Photoemission Spectroscopy of PrBe13 (2020)
  • Author(s): Hamamoto Satoru、Kanai-Nakata Yuina、Fujiwara Hidenori、Kuga Kentaro、Kiss Takayuki、Higashiya Atsushi、Yamasaki Atsushi、Imada Shin、Tanaka Arata、Tamasaku Kenji、Yabashi Makina、Ishikawa Tetsuya、Hidaka Hiroyuki、Yanagisawa Tatsuya、Amitsuka Hiroshi、Sekiyama Akira
  • Journal Title: JPS Conference Proceedings Volume: 29 Pages: 012010-1-6
  • DOI: 10.7566/JPSCP.29.012010
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 内殻光電子線二色性による強相関局在軌道対称性の決定 (2020)
  • Author(s): 関山 明，藤原秀紀，中田惟奈，濱本 諭，今田 真
  • Journal Title: 放射光 Volume: 33 Pages: 177-195
• [Presentation] 共鳴硬X線光電子分光による価数揺動系量子臨界物質alpha-YbAl1-xFexB4の電子構造研究 (2021)
  • Author(s): 久我健太郎, 姫野良介, 藤原秀紀, 濱本諭, 保井晃, 雀部矩正, 柴垣善則, 河村直己, 池永英司, 水牧仁一朗, 筒井智嗣, 木須孝幸, 関山明, 三村功次郎, 松波雅治, 竹内恒博
  • Organizer: 日本物理学会第76回年次大会(2021年)
• [Presentation] 6 eVレーザーARPESによるBi2212におけるbilayer splittingの温度依存性 (2021)
  • Author(s): 矢野慎弥, 竹内裕加里, 山神光平, 祖利目和明, 近藤広康, 永吉佑輔, 右衛門佐寛, 池田真司, 藤原秀紀, 石田茂之, 永崎洋, 関山明, 木須孝幸
  • Organizer: 日本物理学会第76回年次大会(2021年)
• [Presentation] Au-Ga-Ce 1/1近似結晶の硬X線内殻・価電子帯光電子分光 (2021)
  • Author(s): 野末悟郎, 有長祐人, 濱本諭, 藤原秀紀, 木須孝幸, 玉作賢治, 矢橋牧名, 石川哲也, 東谷篤志, 山崎篤志, 今田真, 元売明瑞紗, 鈴木慎太郎, 田村隆治, 関山明
  • Organizer: 日本物理学会第76回年次大会(2021年)
• [Presentation] 直線偏光制御硬X線光電子分光によるホイスラー合金の価電子帯電子構造研究 (2021)
  • Author(s): 西本幸平, 藤原秀紀, 濵本諭, 有長祐人, 姫野良介, 近藤佑宥, 木須孝幸, 中川広野, 山崎篤志, 中田惟奈, 今田真, 東谷篤志, 玉作賢治, 矢橋牧名, 石川哲也, 菅滋正, 梅津理恵, 関山明
  • Organizer: 第34回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
• [Presentation] 放射光光電子分光による量子臨界物質YbCo2Ge4の4f基底状態軌道対称性と混成効果の研究 (2020)
  • Author(s): 久我健太郎, 濱本諭, 中谷泰博, 金井惟奈, 藤原秀紀, 青山雄一, 関山明, 東谷篤志, 門野利治, 今田真, 山崎篤志, 田中新, 大浦正樹, 玉作賢治, 矢橋牧名, 石川哲也, 北川健太郎, 木須孝幸
  • Organizer: 日本物理学会2020年秋季大会
• [Presentation] 内殻硬X線光電子線二色性による反強磁性体SmPt2Si2における4f軌道対称性の研究 (2020)
  • Author(s): 有長祐人, 濱本諭, 近藤佑宥, 藤原秀紀, 西本幸平, 姫野良介, 木須孝幸, 中田惟奈, 今田真, 田中新, 中川広野, 山崎篤志, 東谷篤志, 玉作賢治, 矢橋牧名, 石川哲也, 山田瑛, 東中隆二, 松田達磨, 青木勇二, 関山明
  • Organizer: 日本物理学会2020年秋季大会
• [Presentation] 磁場中共鳴非弾性軟X線散乱及び直線偏光制御硬X線光電子分光によるホイスラー合金Co2FeSiの価電子帯電子構造 (2020)
  • Author(s): 西本幸平, 藤原秀紀, 濱本諭, 有長祐人, 近藤佑宥, 木須孝幸, 山神光平, 山添康介, 宮脇淳, 原田慈久, 山崎篤志, 今田真, 東谷篤志, 玉作賢治, 矢橋牧名, 石川哲也, 黒田文彬, 小口多美夫, 菅滋正, 梅津理恵, 関山明
  • Organizer: 日本物理学会2020年秋季大会
• [Presentation] 磁場中共鳴非弾性軟X線散乱によるホイスラー合金Co2MnSiのハーフメタル型電子構造の直接観測 (2020)
  • Author(s): 藤原秀紀, 梅津理恵, 黒田文彬, 宮脇淳, 西本幸平, 樫内利幸, 関山明, 入澤明典, 藤井将, 小口多美夫, 原田慈久, 菅滋正
  • Organizer: 日本物理学会2020年秋季大会