2022 Fiscal Year Annual Research Report
Dynamics of Phonon and fluctuation probed by time-resolved resonant x-ray scattering
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18K03534
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田久保 耕 東京工業大学, 理学院, 特任助教 (30738365)
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2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 光誘起相転移ダイナミクス / 共鳴軟X線散乱 / X線分光 / スピンダイナミクス / 強相関電子系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
強相関電子系物質の電子構造のダイナミクスの研究を目的として、放射光X線を用いた時間分解型の共鳴軟X線散乱や電子線回折測定を行い、光照射・光誘起相転移に伴う構造と電子状態変化のダイナミクスに関する研究を行った。
測定対象としては2次元系のフラストレーション系化合物であるBa3CuSb2O9や鉄系のペロブスカイト酸化物及び重い電子系Yb(Al1-xMnx)B4の電子状態に関する研究を行った。特にBa3CuSb2O9の研究において、光誘起のダイナミクスに現れるフォノンと揺らぎが、酸素サイトに入ったホールの状態と密接に結びついていることを明らかにした。Ba3CuSb2O9には六方晶と斜方晶の2相が存在することが知られているが、酸素ホールは六方晶相試料のみで観測される。SPring-8 BL-07ビームラインに研究代表が中心となって建設した時間分解共鳴軟X線散乱装置を用いて、Cu L吸収端を用いた光誘起ダイナミクス測定を行った。この測定により酸素ホールが入った六方晶相試料のみにおいて6GHz程度のコヒーレント振動が観測されることを発見した。このコヒーレント振動の時間スケールは、この系のスピン軌道ゆらぎの持つ時間スケールとよく一致する。一方、軌道ゆらぎのない斜方晶相試料のダイナミクスには振動が全く観測されなかった。またYb(Al1-xMnx)B4の研究において、Mn 2p内殻を用いたX線吸収分光により、ドープされたMnサイトの電子相関がMnOなどの2価の酸化物と同程度であることを初めて確認した。一方で、同じMn 2p内殻を用いた光電子分光測定からは、Mn 3d軌道が、BサイトおよびYb サイトのバンドとよく混成することで、非常に遍歴的になっており、近藤効果による非磁性化が起こっていることが示唆された。
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