多軌道強相関物質における異常な電子物性と電子構造

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22684017
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 石坂 香子 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (20376651)
• Keywords: 光電子分光 / 強相関電子系 / 軌道自由度

Research Abstract

層状ニッケル酸化物Eu_<2-x>Sr_xNiO_4のレーザー光電子分光測定を行い、相転移近傍の金属相のフェルミ面やバンド分散を調べた。この結果、偏光依存角度分解光電子分光測定により、高温超伝導銅酸化物とよく類似したX2-y2軌道由来の大きなホール・フェルミ面が存在することが明らかになった。さらに、フェルミ面のゾーン端付近には、銅酸化物系やマンガン酸化物系にも共通にみられる大きな擬ギャップが観測され、電荷秩序などに代表される空間的なパターン形成の揺らぎ成分が残存することが示唆される。このような擬ギャップは、異常な振る舞いを示す電気抵抗、ホール係数、光学スペクトルとよく対応しており、相転移近傍の以上な金属相を特徴づける電子構造である。また、バンド構造については「大きなキンク構造」と呼ばれる折れ曲がり構造が観測され、電子相関が電子系のバンド分散関係に強い影響を与えていることが明らかとなった。
鉄ヒ素系超伝導体のレーザー光電子分光測定を行い、超伝導相の電子構造を調べた。鉄系超伝導体においては、鉄の5本のd軌道が複数のフェルミ面を作っている。各フェルミ面の軌道成分を偏光依存角度分解光電子分光によりアサインし、それぞれのフェルミ面ごとに超伝導ギャップを測定した結果、最適ドープ組成においては最も単純なスピン揺らぎモデルで導出されるような「ギャップサイズのばらつき」が存在しないことが明らかとなった。これは軌道間散乱のプロセスが超伝導機構に大きく寄与している可能性を示唆している。

Research Products

• [Journal Article] Pseudogap of Metallic Layered Nickelate R_<2-x>Sr_XNiO_4 (R=Nd,Eu) Crystals Measured Using Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy (2011)
  • Author(s): M.Uchida, K.Ishizaka, P.Hansmann, Y.Kaneko, Y.Ishida, X.Yang, R.Kumai, A.Toschi, Y.Onose, R.Arita, K.Held, O.K.Andersen, S.Shin, Y.Tokura
  • Journal Title: Physical Review Letters Volume: 106 Pages: 027001-1-027001-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Femtosecond core-level photoemision spectroscopy on 1T-TaS2 using a 60-eV laser source (2011)
  • Author(s): K.Ishizaka, T.Kiss, T.Yamamoto, Y.Ishida, T.Saitoh, M.Matsunami, R.Eguchi, T.Ohtsuki, A.Kosuge, T.Kanai, M.Nohara, H.Takagi, S.Watanabe, S.Shin
  • Journal Title: Physical Review B Volume: 83 Pages: 081104(R)-1-081104(R)-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Strong valence fluctuation in the quantum critical heavy fermion superconductor beta-YbA1B4 : A hard x-ray photoemission study (2010)
  • Author(s): M.Okawa, M.Matsunami, K.Ishizaka, R.Eguchi, M.Taguchi, A.Chainani, Y.Takata, M.Yabashi, K.Tamasaku, Y.Nishino, T.Ishikawa, K.Kuga, N.Horie, S.Nakatsuji, S.Shin
  • Journal Title: Physical Review Letters Volume: 104 Pages: 247201-1-247201-4
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Observation of bulk Rashba-splitting in BiTel (2010)
  • Author(s): K.Ishizaka, H.Murakawa, Y.Kaneko, T.Shimojima, M.Sakano, T.Sonobe, Y.Ishida, S.Shin, T.Okuda, A.Kimura, R.Kumai, M.S.Bahramy, R.Arita, Y.Tokura
  • Organizer: Opening Symposium of QS^2C Theory Forum
  • Place of Presentation: 埼玉県和光市理化学研究所
  • Year and Date: 2010-09-30