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遷移金属酸化物の電子励起状態の理論

研究課題

研究課題/領域番号 12046205
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

前川 禎通  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (60005973)

研究分担者 小椎八重 航  東北大学, 金属材料研究所, 助手 (20273253)
石原 純夫  東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (30292262)
遠山 貴巳  東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (70237056)
筒井 健二  東北大学, 金属材料研究所, 助手 (80291011)
高橋 三郎  東北大学, 金属材料研究所, 助手 (60171485)
小山 富男  東北大学, 金属材料研究所, 助手 (30153696)
森 道康  東北大学, 金属材料研究所, 中核的研究機関研究員
MARTINEK Jan Albin  東北大学, 金属材料研究所, 助手 (40333877)
研究期間 (年度) 2000 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
8,300千円 (直接経費: 8,300千円)
2003年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2002年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2001年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2000年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード遷移金属酸化物 / モット・ギャップ / X線共鳴散乱 / 光電子分光 / 電子励起 / 電気励起
研究概要

遷移金属酸化物の電子状態及び電子物性を理解しコントロールするには、電子の内部自由度であるスピン・電荷・軌道に基づく素励起を明らかにするとともに、それらを観測するための新しい観測方法の確立が重要である。特に近年著しい進展を遂げている放射光を利用したX線共鳴散乱法に注目が集まっている。当研究は、理論的にこれらの素励起の性質を明らかにするとともに、このような新しい観測方法によりどのような研究が可能かを追求することを目的とした。
すでに、光電子分光実験の精度が著しく改良され、この方法を用いて得られる電子状態に対する情報が大変豊富になってきている。我々は角度分解光電子分光法を用いた強相関電子系の電子状態の研究に必要な観測理論を構築し、特に銅酸化物の電子状態について様々な情報を蓄積してきた。当研究において、角度分解光電子分光スペクトルを通して素励起の特徴を引き出すとともに、共鳴非弾性X線散乱法(RIXS)を用いてこれらの素励起を観測する理論を完成させた。特に、銅酸化物において、K及びL吸収端に注目し、それぞれに対応する共鳴非弾性X線散乱法では、モット・ギャップの分散数及び3d状態間の遷移が検出できる。-
現在、当理論を用いて、種々の銅酸化物に対するK及びL吸収端共鳴非弾性X線散乱実験の解析が日本及びアメリカで進行中である。これにより、銅酸化物のモット・ギャップの性質が明らかになるとともに、電子ドープ系とホールドープ系の高温超伝導体の相違についての知見が得られるものと思われる。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] K.Tsutsui: "Mott Gap Excitations and Resonant Inelastic X-Ray Scattering in Doped Cuprates."Phys.Rev.Lett.. 91(11). 117001(4) (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] J.Martinek: "Kondo Effect in Quantum Dots Coupled to Ferromagnetic Leads."Phys.Rev.Lett.. 91(12). 127401(4) (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.E.Barnes: "Bilayer splitting in overdoped high-Tc cuprates."Phys.Rev.B. 67. 224513(5) (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tohyama: "Doping dependence of chemical potential and entropy in hole- and electron-doped high-Tc cuprates."Phys.Rev.B. 67. 092509(3) (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tohyama: "Thermodynamic and thermoelectric properties of high-temperature cuprate superconductors in the stripe phase."Phys.Rev.B. 67. 180502(4) (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] W.Koshibae: "Electronic State of a CoO2 Layer with Hexagonal Structure : A Kagome Lattice Structure in a Triangular Lattice"Phys.Rev.Lett.. 91. 257003 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] W.Koshibae: "Effect of spin and orbital on thermopower in strongly correlated electron systems."J.Mag.Mag.Matr.. 258-259. 216-218 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Inami: "Orbital excitations in LaMnO_3 studied by resonant inelastic x-ray scattering."Phys.Rev.B. 67. 045108(6) (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Hatakeyama: "Orbital ordering and fluctuation in perovskite titanates."Physica B. 329-333. 763-764 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kondo: "Theoretical study of orbital excitations by resonant inelastic X-ray scattering in doped manganites."Physica B. 329-333. 761-762 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kikuchi: "Conductance quantization and Andreev reflection in narrow ferromagnet/superconductor point contacts"Phys.Rev. B. 65, No.2. 020508(R) (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.E.Barnes: "A Jordan-Wigner Transformation for the t-J and Hubbard Models with Holes"J.Phys. : Condens.Matter. 14, No.1. L19-L28 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yamashita: "Spin Transport and Relaxation in Superconductors"Phys.Rev. B. 65. 172509(4) (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] J.Martinek: "Spin accumulation and cotunneling effects in ferromagnetic single-electron transistors"J.Mag.Mag.Mat. 240, No.1-3. 143-145 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Maekawa: "Spin Injection into Superconductors"J.Phys. D : Appl.Phys.. 35, No 19. 2452-2456 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Maekawa: "Spin Dependent Transport in Magnetic Nanostructures"Taylor and Francis Publisher, London and New York. 282 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Okamoto: "Orbital Structure and Magnetic Ordering in Layered Manganites : Universal Correlation and its Mechanism"Phys.Rev.B. 63. 104401-104406 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Maekawa: "Charge and Spin in Low-Dimensional Cprates"Rep.Prog Phys.. 64. 383-428 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Ishihara: "Theoretical Study of Orbital Ordering/Fluctuation and Resonant X-ray Scattering in Manganites"J.Mag.Mag.Matr.. 226-230. 908-910 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Ishinara: "Theory of Resonant X-ray Scattering as a Probe to Detect the Orbital Orderings and Excitations in CMR Manganites"J.Mag.Mag.Matr.. 233,No.1-2. 21-30 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Maekawa: "Spin-polarized tunneling and spin injection in superconductor-ferromagnet junctions"J.Mat.Sci.Eng.B. 84. 44-48 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kondo: "Resonant Inelastic X-ray Scattering from Charge and Orbital Excitations in Manganites"Phys.Rev.B. 64. 014414 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Z.Hasan: "Electric Structure of Motto Insulators Studied by Inelastic X-ray Scattering"Science. 288. 1811-1814 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tsutsui: "Resonant Inelastic X-ray Scattering Spectrum in High Tc Cuprates"Physica B. 284-288. 457-458 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Takahashi: "Spin Dependent Tunneling and Magnetoresistance in Magnetic granular Systems with Coulomb Blockade"J.Phys.Soc.Jpn.Suppl.A. 69. 102-107 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Mizuno: "Nonlinear Optical response and Spin-Charge Separation in One-Dimensional Mott Insulators"Phys.Rev.B. 62. R4769-R4772 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] G.Khaliullin: "Orbital Liquid in Three-Dimensional Mott Insulator.LaTiO_3"Phys.Reb.Lett.. 85・18. 3950-3953 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2018-03-28  

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