2014 Fiscal Year Annual Research Report
遷移金属化合物の電荷・スピン励起と共鳴非弾性Ｘ線散乱の理論
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24540335
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
筒井 健二 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究主幹 (80291011)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 共鳴非弾性Ｘ線散乱 / 強相関電子系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
銅酸化物高温超伝導物質やその関連物質，そして鉄系超伝導物質等の遷移金属化合物に対する共鳴非弾性X線散乱の実験が精力的に行われてきている．本研究ではこれらの系に対する散乱理論の構築を行ってきた．まず，鉄系超伝導体親物質および反強磁性クロム金属に対するL吸収端共鳴非弾性X線散乱スペクトルの予見を行った．すなわちこれらの電子状態を記述する模型として多軌道ハバード模型を採用し，その動的相関関数に対しては乱雑位相近似を行い，また，X線散乱プロセスに対しては高速衝突近似に基づいて散乱スペクトルを求め，マグノン励起や軌道励起そしてそれらの複合励起の観測可能性を示した．
銅酸化物高温超伝導物質におけるニッケル不純物の置換効果に対し，その電子状態及び散乱スペクトルの理論を発展させた．すなわち，ニッケル置換された系に注入されたホールはニッケルサイトに局在するが，さらに注入した場合そのニッケルサイトとホールとの相互作用は引力的であることを理論的に示し，そしてこれら電子状態に関係した特徴的なホール濃度依存性が散乱スペクトルに表れることを予見した．
銅L吸収端共鳴非弾性X線散乱において，内殻2pホールによるクーロンポテンシャルを取り入れた中間状態を数値的に取り扱う計算手法を構築し，その手法を用いて散乱スペクトルを求めた．その結果，電荷励起成分のスペクトル強度が電子ドープの場合の方がホールドープの場合に比べて大きくなることを理論的に明らかにし，今後の実験に対する指針を提示した．
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