2023 Fiscal Year Annual Research Report
準・近似結晶の偏光制御電子分光による実・波数空間変数の電子物性への本質的寄与
Publicly Offered Research
| Project Area | Hypermaterials: Inovation of materials scinece in hyper space |
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| Project/Area Number |
22H04594
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
関山 明 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (40294160)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 光電子分光 / 準結晶 / 強相関電子系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Au-Ga-Ce系近似結晶の硬X線Ce 3d内殻光電子分光を2つの組成について行ったところ、両者とも4f電子状態が極めて局在的なスペクトル形状だが、局在的な4f不完全殻を有するサイトの内殻光電子スペクトルに特徴的な3d94f1終状態多重項構造が大きくぼやけていた。一方、chemical disorderのない２元系のCd-Ce近似結晶の内殻光電子分光では明確な3d94f1終状態多重項構造が観測された。これにより、Au-Ga-Ce系近似結晶におけるchemical disorderが本質的にCe 4f電子構造ひいては価電子全般に影響を与えていることが判明した。さらに我々は極低エネルギー光電子分光でフェルミ準位近傍の電子状態を研究した。準結晶においてはこれまで価電子帯光電子分光でフェルミ準位ごく近傍におけるスペクトル強度の抑制が報告されているがAu-Ga-Ce系においてもわずかであるが同様な状態が観測された。加えて、価電子帯光電子スペクトルでは組成の違いによるわずかな形状変化が確認されたが、これは価電子数の変化によるリジッドバンドシフト的な解釈で理解可能であった。
また、Au-Ga-Ce系およびCd-Ce系近似結晶の両者についてCe 3d-4f共鳴光電子分光を行ったところ、やはりCe 4f電子状態は非常に局在的であることが判明した。加えて、Ce 3d端X線吸収スペクトルでは内殻光電子スペクトルで見られたようなぼやけがAu-Ga-Ce系でも観測されなかったが、これはマーデルングポテンシャルの乱れが吸収過程においては始状態と終状態で等しいためキャンセルされたからと結論づけた。
さらに、磁性近似結晶と言えるAu-Al-Gd, Au-Al-Tb近似結晶の光電子分光も行い、磁気相図のパラメータとされる平均価電子数によってスペクトルが系統的に変化していることを見出した。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] High- and low-energy photoemission study of strongly correlated Au-Ga-Ce quasicrystal approximants: Localized 4f nature and disorder effects2024
Author(s)
Goro Nozue, Hidenori Fujiwara, Satoru Hamamoto, Akane Ose, Miwa Tsutsumi, Takayuki Kiss, Atsushi Higashiya, Atsushi Yamasaki, Yuina Kanai-Nakata, Shin Imada, Masaki Oura, Kenji Tamasaku, Makina Yabashi, Tetsuya Ishikawa, Azusa Motouri, Farid Labib, Shintaro Suzuki, Ryuji Tamura, and Akira Sekiyama
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Journal Title
Journal of the Physical Society of Japan
Volume: 印刷中
Pages: -
Peer Reviewed
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