2021 Fiscal Year Annual Research Report
摂動下光電子二色性による磁性転移における微視的電子状態変化の解明
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20K20900
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
関山 明 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (40294160)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今田 真 立命館大学, 理工学部, 教授 (90240837)
海老原 孝雄 静岡大学, 理学部, 准教授 (20273162)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 光電子分光 / 偏光 / 磁気円二色性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、従来殆ど不可能と思われていた磁場中における光電子分光を硬X線励起によって実現し、励起光の偏光制御による線/円二色性を組み合わせる。そしてこの手法で、現実の磁性電子系における(エネルギー分解能よりも遥かに小さい)強/反強磁性転移による軌道対称性まで含めた微視的電子状態変化を観測・解明することを目的とする。この目的を達成するために化合物磁性体の磁場中摂動下光電子分光測定を行う。磁性転移温度が10 K程度であるCeAgSb2について、印加磁場100 mT, 測定温度6 Kにおいて摂動下Ce 3d内殻光電子磁気円二色性（光電子MCD）の測定に再挑戦したものの有意な結果が得られたとまでは言えなかった。これは測定温度とキュリー温度が極めて拮抗している条件で測定せざるを得なかったことにある。ただし、理論的にどのような角度依存性が得られるかについての計算はかなり進展した。フェリ磁性体ホイスラー合金Mn2VAlについて、清浄表面が得られていない状態にて摂動下MnおよびV 2p内殻光電子MCDの測定に成功した。従来バルク試料の光電子分光で磁気状態をプローブするには最低限超高真空中で試料を破断するなど大気に晒していない表面が不可欠と思われていた。この中で7.9 keVの硬X線円偏光励起にて測定を試みたところMn 2p内殻光電子MCDとV 2p内殻光電子MCDでは符号が反転し、フェリ磁性体であることを反映する結果が得られた。さらに、遷移金属2p内殻準位の分裂幅が異なるだけでなく、化合物ごとに異なる可能性を示唆する結果を得た。これらにより、摂動下光電子分光による光電子MCDが電子物性研究に有用な手段たりえることを確立する足掛かりを本課題で得られた。加えて、光電子MCDと相補的な実験手法であるRIXS-MCD, 磁気EXAFSの測定に成功し論文発表した。
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