2020 Fiscal Year Research-status Report
Spectroscopic study of electronic structures and quantum phase transition in 5d transition metal compounds
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19K03753
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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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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高瀬 浩一 日本大学, 理工学部, 教授 (10297781)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 電子構造 / 光電子分光 / イリジウム酸化物 / 電子相関 / バルク / 反強磁性 / モット絶縁体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，反強磁性転移温度上下でのバルク電子構造のわずかな変化を高精度・ 高信頼度で観測可能な手法として硬X線励起のIr 4f内殼光電子分光に注目し，反強磁性絶縁体Sr2IrO4とSr3Ir2O7について実験を行なってきた.一昨年度終盤から昨年度にかけてSr2IrO4でのスペクトル構造をネール温度上下で詳細に調べたところ，Sr3Ir2O7での振る舞いとは逆に反強磁性相で非局所からの長距離遮蔽プロセスが増加しており，低温での磁化の増大に伴って非局所遮蔽構造の重みが大きくなることを明らかにした.反強磁性相では，内殼正孔を遮蔽するために最近接Ir原子から電荷移動が起こる際，jeff=1/2準位を占める電子とは逆向きスピンを持っている可能性が常磁性相に比べて高くなることから，スピンの向きを保存した非局所遮蔽プロセスが増加すると理解できる．以上のことから，Sr3Ir2O7とSr2IrO4では強いスピン軌道相互作用により縮退の解けたt2g軌道のうちjeff=1/2軌道を占める電子のコヒーレンスと磁性の競合により，「モット絶縁体」や「スレーター絶縁体」の枠に収まらない絶縁状態が実現していると結論づけられる．今後は，さらに解析を進めて相転移の差異について定量的な知見を抽出する．
また，スピン軌道相互作用が強い一方で電子相関が弱い極限としてBi系を挙げ，BiS2系超伝導体の相転移に伴う内殼スペクトル非局所遮蔽構造の変化にも着目している．これらに対する実験結果と理論計算結果を通して，電子相関とjeff状態に関する理解を深化させる．α-TMCl3(TM=遷移金属）については，試料の大気中での安定性などに配慮し，単結晶の構造解析を注意深く実験・解析を進めている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度は，新型コロナウィルス感染症拡大の影響により大学（研究室・実験室）の閉鎖や放射光実験のためのビームタイムの延期や制限があり，純良試料作製のための条件出しや放射光利用実験など一部の実験に遅れが見られる．一方で，参照物質として本研究課題に含めて研究を進めているBiS2系超伝導体については高エネルギー分解能X線吸収分光実験を行うなど，データの蓄積が進んでいる．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も，人的移動が伴う放射光利用実験については新型コロナウィルス感染症拡大の影響によりビームタイムの削減など実験の機会が制限される可能性がある．このため，大学の実験室で実施可能な代替実験を進めてゆく．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルス感染症の影響による日本物理学会秋季大会・年次大会のオンライン化，国際会議の中止（無料ウェビナー化）により，出張旅費等を執行しなかった．
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[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
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[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, 濵本諭, 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 秋季大会(2020)
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[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 秋季大会(2020)
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[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 秋季大会(2020)
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