2011 Fiscal Year Annual Research Report
強磁場下の混合原子価希土類化合物のX線吸収磁気円二色性と共鳴X線発光分光の理論
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22540341
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
小谷 章雄 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 非同研究員 (90029504)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小出 常晴 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (10150012)
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| Keywords | 混合原子価 / 希土類化合物 / 強磁場 / 磁気円二色性 / X線吸収 / 共鳴X線発光 |
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| Research Abstract |
平成22年度までに行った基礎的研究により、強磁場下の混合原子価CeおよびYb化合物に対して、L_<2,3>端X線吸収スペクトル(XAS)の磁気円二色性(XMCD)を計算する理論の枠組みを構築することができた。平成23年度は、この理論を活用して、具体的に最近の実験データを解析した。硬X線領域では、40Tまでのパルス磁場を用いてYbInCu_4のYbL_<2,3>端XASとXMCDの測定がおこなわれているが、実験データを理論解析してその結果を出版した。ここでは、磁場誘起価数転移を不純物アンダーソン模型に反映させる新しい方法、基底状態とXMCDの相関、4f5d交換相互作用の効果、結晶場効果など、今後この方面の研究の指導原理となる成果を得た。その後、軟X線領域でも新しい実験技術が開発され、EuNi_2(Si_<0.18>Ge_<0.82>)_2のEu M_<4,5>端のXASとXMCDがパルス磁場下で観測されたので、実験研究者と密接に協力してその理論解析を進めた。この物質に対しては、既に硬X線によるEuのL_<2,3>端XASとXMCDが観測されていたが、実験結果の解釈に大きな未解決の課題が残されていた。M_<4,5>端XMCDは、L_<2,3>端XMCDに比べてより直接にEuの4f状態を反映すること、総和則の適用によって磁気モーメントの決定ができることなどの利点があり、実験と理論の両面からこの物質の価数と磁化に対する新しい事実を明らかにすることができた。ここでも、上記の新しい理論の枠組みの応用が成果をあげた。また同時に、硬X線実験結果の解釈に対する課題を解決する手がかりも得る事ができた。これらの研究と平行して、本研究課題のもう一つのテーマである共鳴発光分光の理論研究も積極的に進めた。混合原子価希土類化合物の共鳴X線散乱における低エネルギー励起の理論、CeFe_2の共鳴発光の理論などを推進し、強磁場下の混合原子価化合物に対してこれらの理論を適用するための準備を整えることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
小谷が開発した理論方法は、当初に計画した以上に多方面の実験の理論解析に適用可能であることが判明した。また、実験技術の進歩が著しく、本研究の開始以後に新しくいくつかの実験結果が得られたため、本理論を用いた解析が始められ、現在進行中であるが十分な成果が見込まれている。
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| Strategy for Future Research Activity |
混合原子価希土類化合物の軟X線による強磁場XMCDや、電気四重極子遷移による強磁場XMCDなど、新しく観測された実験結果に対して、本理論を用いた理論解析をさらに推進する。強磁場下の共鳴X線発光分光の理論にも着手する。
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