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遷移金属化合物におけるX線吸収端近傍微細構造およびその磁気円二色性の第一原理計算

研究課題

研究課題/領域番号 15760493
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 金属物性
研究機関関西学院大学

研究代表者

小笠原 一禎  関西学院大学, 理工学部, 助教授 (10283631)

研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2004年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2003年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワードXANES / 遷移金属 / 多重項 / 第一原理計算 / 相対論効果 / 磁性材料 / MCD / MLD / 電子状態計算 / 磁気円二色性
研究概要

本年度は、主にX線吸収端近傍微細構造(XANES)の磁気直線偏光二色性(MLD)や磁気円偏光二色性(MCD)を計算するためのプログラム開発を行った。まず、これまでの相対論配置間相互作用計算プログラムにおける多電子系ディラクハミルトニアンにZeeman項を加えて計算するルーチンを付け加えることにより、磁場を加えた場合の電子状態計算が可能なプログラムの開発を行った。このプログラムを用いてNiO中のNiについて、磁場中での多重項準位構造の計算を行ったところ、Zeeman効果による分裂が再現された。また、Zeeman分裂した時の最低エネルギー状態のみを遷移の初期状態としてNi L_<2,3>端におけるXANESを計算することにより、入射X線の偏光方向が磁場に平行か垂直かで異なるスペクトルが得られ、MLDが再現された。次にMCDの計算を可能にするために、相対論配置間相互作用計算によって得られた多電子波動関数を用いて入射光が円偏光の場合の吸収スペクトルを計算するためのプログラムを開発した。これを用いて、CrO_2について、同様にZeeman分裂した最低エネルギー状態を初期状態として、Cr L_<2,3>端におけるXANESの計算を行ったところ、光の入射方向が磁場に平行か反平行かによって異なるスペクトルが得られ、MCDが再現された。さらに、CO_2においては、磁場の方向によってMCDの符号が変化するという、特徴的なMCDの異方性が実験的に報告されているが、磁場の方向を変化させた計算を行うことにより、この特徴的な異方性を、パラメーターを一切用いることなく再現できることがわかった。

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書

研究成果

(8件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 文献書誌

  • [雑誌論文] Optical spectra of trivalent lanthanides in LiYF_4 crystal2005

    • 著者名/発表者名
      K.Ogasawara, S.Watanabe, H.Toyoshima, T.Ishii, M.G.Brik, H.Ikeno, I.Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of Solid State Chemistry 178

      ページ: 412-418

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Calculations of complete 4f^n and 4f^<n-1>5d-1 energy level schemes of free trivalent rare-earth ions2004

    • 著者名/発表者名
      K.Ogasawara, S.Watanabe, Y.Sakai, H.Toyoshima, T.Ishii, M.G.Brik, I.Tanaka
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 43

    • NAID

      10012930711

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] First-principles analysis for the optical absorption spectra of metal ions in solids2004

    • 著者名/発表者名
      T.Ishii, K Ogasawara, H.Adachi, P.Burmester, G.Huber
    • 雑誌名

      International Journal of Quantum Chemistry 99

      ページ: 488-494

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] First-principles analysis method for the f-d transitions of heavy metal ions2004

    • 著者名/発表者名
      T.Ishii, M.G.Brik, K Fujimura, K Sato, K.Ogasawara
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds 374

      ページ: 18-21

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] First-Principles Calculation of 4f^n-4f^<n-1>5d-1 Transitions of Rare-Earth Ions in LiYF_4 and LiYbF_42004

    • 著者名/発表者名
      H.Toyoshima, S.Watanabe, K Ogasawara, H.Ikeno, H.Adachi
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan 29

      ページ: 3707-3709

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ogasawara, S.Watanabe, Y.Sakai, H.Toyoshima, T.Ishii, M.G.Brik, I.Tanaka: "Calculations of complete 4f^n and 4f^<n-1> 5d^1 energy level schemes of free Trivalent Rare-Earth Ions"Japanese Journal of Applied Physics. 印刷中. (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ishii, M.G.Brik, K.Fujimura, K.Sato, K.Ogasawara: "First-principles analysis method for the f-d transitions of heavy metal ions"Journal of Alloys and Compounds. 印刷中. (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ishii, K.Ogasawara, H.Adachi, P.Burmester, G.Huber: "First-principles analysis for the optical absorption spectra of metal ions in solids"International Journal of Quantum Chemistry. 印刷中. (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-03-31   更新日: 2016-04-21  

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