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共鳴X線散乱の理論とそれに関連した励起状態の第一原理計算法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 14540323
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
研究機関特殊法人日本原子力研究所

研究代表者

五十嵐 潤一  特殊法人日本原子力研究所, 放射光科学センター, 主任研究員 (20127179)

研究分担者 高橋 学  群馬大学, 工学部, 助教授 (50250816)
研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2003年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2002年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード共鳴X線散乱(RXS) / 共鳴非弾性X線散乱(RIXS) / K吸収端 / 軌道秩序 / 磁気秩序 / 4p電子状態 / スピン軌道相互作用 / 共鳴X線散乱 / 磁気円二色性 / 格子歪
研究概要

共鳴X線散乱の機構を微視的立場から研究し、次の成果を得た。
弾性散乱
(1)反強磁性体KCuF_3およびNiOにおけるCuおよびNiのK吸収端を用いた共鳴X線散乱(RXS)の磁気超格子点におけるスペクトルを解析した。スピン軌道相互作用を取り入れた第一原理計算(LDA+U)を行い、実験結果をよく説明するとともに、4pバンドの軌道分極の機構を明らかにした。
(2)反強磁性体UGa_3におけるGaのK吸収端を用いたRXSの磁気超格子点におけるスペクトルを、スピン軌道相互作用を取り入れた第一原理計算(LDA+U)を行い解析した.Gaの4p状態の軌道分極は、Uの大きな軌道磁気モーメントをもつ5f状態とGaの4p状態との混成から生じることを明らかにし、実験で見出された巨大なスペクトル強度をよく説明した。
(3)CeB_6の四重極秩序相に対応する超格子点におけるX線散乱スペクトルを、Ce4f-Ce4f有効相互作用模型に基づく原子模型を用いて解析した。共鳴散乱とトムソン散乱の干渉効果の実験結果を、格子歪を仮定することなく自然に説明することができた(実験でも格子歪は観測されていない)。
非弾性散乱
(1)GeのK吸収端を用いた共鳴非弾性X線散乱(RIXS)スペクトルを第一原理計算に基づき解析し、バンドマッピングとの関係を明らかにするとともに、実験結果をよく再現した。
(2)La_2CuO_4におけるCu K吸収端におけるRIXSスペクトルの解析を、d-p模型を用いて行った。反強磁性状態にハートレーフォック法と乱雑位相近似を組み合わせて適用し、終状態の運動量に依存してピークが動く等、実験結果をよく説明した。これにより、それまでの束縛励起子描像と違う描像が明らかになった。

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (23件)

  • [文献書誌] M.Takahashi: "Magnetic Resonant X-Ray Scattering in KCuF_3"Physical Review. 67. 064425-1-064425-7 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Igarashi: "Lattice Distortion and Resonant X-Ray Scattering in DyB_2C_2"J.Phys.Soc.Jpn.. 72. 1279-1286 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Takahashi: "X-Ray Magnetic Circular Dichroism at the K edge of Mn_3GaC"Physical Review B. 67. 245104-1-245104-5 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nagao: "Interference between Thomson Scattering and Resonant Scattering in X-Ray Diffraction from CeB_6"J.Phys.Soc.Jpn.. 72. 2381-2384 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Usuda: "An Ab-Initio Calculation of Magnetic Resonant X-Ray Scattering Spectra in NiO"Physical Review B. 69. 014408-1-014408-7 (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nisikawa: "Resonant Inelastic X-Ray Scattering at the K Edge of Ge"J.Phys.Soc.Jpn.. 73・4. 970-975 (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Takahashi, M.Usuda, J.Igarashi: "Magnetic Resonant X-Ray Scattering in KCuF_3"Phys.Rev.B. 67. 064425(1)-064425(7) (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Igarashi, T.Nagao: "Lattice Distortion and Resonant X-Ray Scattering"J.Phys.Soc.Jpn.. 72-5. 1279-1286 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Takahashi, J.Igarashi: "X-Ray Magnetic Circular Dichroism at the K edge of Mn_3GaC"Phys.Rev.B. 67. 245104(1)-245104(5) (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nagao, J.Igarashi: "Interference between Thomson Scattering and Resonant Scattering in X-Ray Diffraction from CeB_6"J.Phys.Soc.Jpn.. 72-9. 2381-2384 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Usuda, M.Takahashi, J.Igarashi: "An Ab-Initio Calculation of Magnetic Resonant X-Ray Scattering Spectra in NiO"Phys.Rev.B. 69. 014408(1)-014408(7) (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Nisikawa, M.Usuda, J.Igarashi, H.Shoji, T.Iwazumi: "Resonant Inelastic X-Ray Scattering at the K edge of Ge"J.Phys.Soc.Jpn.. 73-4. 970-975 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Igarashi: "Lattice Distortion and Resonant X-Ray Scattering in DyB_2C_2"J.Phys.Soc.Jpn. 72・5. 1279-1286 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.takahashi: "X-Ray Magnetic Circular Dichroism at the K edge of Mn_3GaC"Physical Review B. 67. 245104(1)-245104(5) (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nagao: "Interference between Thomson Scattering and Resonant Scattering in X-Ray Diffraction from CeB_6"J.Phys.Soc.Jpn. 72・9. 2381-2384 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Usuda: "An Ab-Initio Calculation of Magnetic Resonant X-Ray Scattering Spectra in NiO"Physical Review B. 69. 014408(1)-014408(7) (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nishikawa: "Resonant Inelastic X-Ray Scattering at the K Edge of Ge"J.Phys.Soc.Jpn.. (掲載予定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Takahashi: "Resonant X Ray Scattering in YTiO_3 and YVO_3"Surface Rev. Lett.. 9・2. 1197-1201 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nagao: "5d States and Resonant X-Ray Scattering from CeB_6"Surface Rev. Lett.. 9・2. 1203-1207 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Takahashi: "Lattice Distortion and V K Edge Resonant X-Ray Scattering in YVO_3"Physical Review B. 65. 205114-205117 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] J.Igarashi: "Resonant X-Ray Scattering from CeB_6"J. Phys. Soc. Jpn.. 71・7. 1771-1779 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Takahashi: "Magnetic Resonant X-Ray Scattering in KCuF_3"Physical Review B. (掲載予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] J.Igarashi: "Lattice Distortion and Resonant X-Ray Scattering in DyB_2C_2"J. Phys. Soc. Jpn.. (掲載予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2020-05-15  

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