2014 Fiscal Year Research-status Report
共鳴非弾性Ｘ線散乱による強相関電子系の磁気励起の研究
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25400338
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
五十嵐 潤一 茨城大学, 理学部, 教授 (20127179)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 共鳴非弾性Ｘ線散乱 / 磁気散乱 / 強相関電子系 / Ｌ吸収端 / スピン軌道相互作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
共鳴非弾性Ｘ線散乱(RIXS)を用いた強相関電子系における磁気励起の理論的研究を行い、以下の成果を得た。
1. La2CuO4の反強磁性状態におけるＬ吸収端RIXSスペクトルの磁気励起部分に対して、その定式化を完成し、具体的計算の手続きを示した。系が自発的対称性の破れた状態にあることを反映して新たな項が見出され、その項の具体的計算を通して、RIXSスペクトルの磁気励起部分においては遷移運動量がゼロ近傍の強度が増大することが見出された。この項の存在は、これまでのfast-collision近似を用いた定式化では見過ごされていた項で、今後の詳しいRIXS実験によりその存在が明らかになると期待される。
2. スピン軌道相互作用の強い典型物質であるSr2IrO4におけるIr-L吸収端RIXSスペクトルに対して、遍歴電子系の立場からタイトバインデング模型を導入して解析を行った。ハートレーフォック近似を用いて反強磁性基底状態を求め、そこでの励起スペクトルを乱雑位相近似を用いて求めた。RIXSスペクトルは、強いスピン軌道相互作用とフント結合との競合により特異な磁気励起とエクシトン励起から構成される。磁気励起に対応する分散関係は実験結果を自然に再現する結果がえられた。また、エクシトン励起に対応する部分は、一般化された密度相関関数のスペクトル分布をより増強した形で現れることが計算から示され、RIXS実験のスペクトル形状を良く説明することができた。この系に対しては、局在電子描像からの計算が行われているが、本研究の結果は、遍歴電子描像に基づく弱相関理論がよい出発点であることを示していると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
局在電子系
計画通り、系が自発的対称性の破れた状態にあるときは、その共鳴非弾性Ｘ線散乱(RIXS)スペクトルには特異な効果があらわれる。その定式化を完成し、論文として発表することが出来た。
遍歴電子系
計画どおり、スピン軌道相互作用の強い系の典型物質であるSr2IrO4について、多軌道タイトバインデング模型を導入し、ハートリーフォック近似とRPA近似を組み合わせて、遍歴電子描像に基づきRIXSスペクトルの計算を完了し、論文発表することが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. Sr2IrO4の計算を完了したので、関連物質で二重層の系であるSr3Ir2O7について、局在及び遍歴電子描像の両面から計算を行い、前年度の成果を補強する。
2. これまでの研究から、スピン軌道相互作用の強い系は独特の励起スペクトルを持つと考えるに至った。この方向を推し進めて、Kitaev模型と関連すると考えられているNa2IrO3における励起スペクトルの計算を、遍歴電子描像に基づき進める。
3. ドープされた銅酸化物における磁気励起の計算を、FLEX近似を用いて行い、RIXSスペクトルの解析を行う。
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| Causes of Carryover |
外国出張が年度末に近く、支出額がはっきりしなかったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
学会出張の費用として用いたい。
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