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放射光共鳴・非共鳴非弾性散乱による異常金属の電荷ダイナミックスの研究

研究課題

研究課題/領域番号 19014021
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関独立行政法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

水木 純一郎  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 副部門長 (90354977)

研究分担者 石井 賢司  日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (40343933)
福田 竜生  日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究職 (80354984)
遠藤 康夫  日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 客員研究員 (00013483)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
6,600千円 (直接経費: 6,600千円)
2008年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2007年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
キーワード強相関電子系 / 酸化物超伝導体 / X線非弾性散乱 / ペロブスカイト酸化物 / 鉄系超伝導体 / 格子振動 / 電荷ストライプ / 放射光X線 / 巨大磁気抵抗効果
研究概要

異常金属物質の代表である遷移金属酸化物は、高温超伝導や超巨大磁気抵抗効果、多重強秩序性など多彩な物性、機能を示し、これらの物性発現機構を解明し制御することを目的として、共鳴非弾性X線散乱(RIXS)による電子励起状態の観測、また最近発見された鉄系超伝導体を対象とした非共鳴非弾性散乱による格子振動の観測によって超伝導発現に重要な電子相関に関する詳細な情報を解析した。この結果、(LaSr)xNiO4,(LaBa)xCuO4で観測されている静的電荷の縞状構造(charge stripe state)からの電荷揺らぎと考えられる電荷励起状態の観測に初めて成功した。Charge stripe構造の周期に対応する運動量のところから発達する電荷励起を観測したもので、今後理論計算との比較により電子相関に関する定量的な議論や超伝導特性との関係が議論できるものと期待される。また、鉄系超伝導体:LaFeAO_<1-y>F_y,PrFeAsO_<1-y>を対象とした多結晶X線非弾性散乱による格子振動の状態密度観測を行った。第一原理計算との比較により、Fe-As結合が関わる格子振動のみ計算より約30%もバネ定数が小さいことが明らかとなった。この考察において、Fe原子に磁気モーメントの存在を考慮することによって実験との定量的な一致が得られることがわかり、スピン-格子相互作用の重要性が示唆される結果が得られた。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (15件)

  • [雑誌論文] Charge Excitations in the Stripe-Ordered La_<5/3>Sr_<1-3>NiO_4 and La_<2-x>(Ba,Sr)_xCuO_4 Superconducting Compounds2009

    • 著者名/発表者名
      S. Wakimoto
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 102

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Momentum-resolved charge excitations in high-T_c cuprates studied by resonant inelastic X-ray scattering2008

    • 著者名/発表者名
      K. Ishii
    • 雑誌名

      Journal of Physics nd Chemistry od Soldids 69

      ページ: 3118-3124

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lattice Dynamics of LaFeAsO1-xFx and PrFeAsO1-y via Inelastic X-Ray Scattering and First-Principles Calculation2008

    • 著者名/発表者名
      T.Fukuda
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan 77

    • NAID

      130005436178

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Momentum-dependent charge excitations of a two-leg ladder: Resonant inelastic x-ray scattering2007

    • 著者名/発表者名
      K. Ishii, K. Tsutsui, T. Tohyama, T. Inami, J. Mizuki, et. al.,
    • 雑誌名

      Physical Review B 76

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ストライプ秩序を持つLa_<2-x>Sr_xNiO_4及びLa_<2-x>Ba_xCuO_4の共鳴X線非弾性散乱2009

    • 著者名/発表者名
      水木純一郎
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 共鳴非弾性X線散乱を用いたSr_<14-x>Ca_xCU_<24>O_<41>(X=0,6)の電荷励起スペクトルの温度変化の観測2009

    • 著者名/発表者名
      吉田雅洋
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 共鳴非弾性X線散乱実験によるY_<1-x>Ca_xVO_3の電荷励起の観測2009

    • 著者名/発表者名
      池内和彦
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Charge dynamics in Y_<1-x>Ca_xVO_3 investigated by resonant inelastic x-ray scattering2009

    • 著者名/発表者名
      K. Ikeuchi
    • 学会等名
      Emergent Phenomena of Correlated Materials
    • 発表場所
      沖縄県
    • 年月日
      2009-03-06
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Temprature dependence of charge excitation spectra in Sr_<14-x>Ca_xCu_<24>O_<41> (x=0,6) by resonant inelastic x-ray scattering2009

    • 著者名/発表者名
      M. Yoshida
    • 学会等名
      4th JAEA Synchrotron Radiation Research Symposium : X-Ray and High Magnetic Field
    • 発表場所
      兵庫県
    • 年月日
      2009-03-06
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Charge excitations in the orbital ordering YVO_3 investigated by Resonant Inelastic X-ray Scattering2008

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Ikeuchi
    • 学会等名
      International Symposium on Anomalous Quantum Materials (ISAQM2008) and the 7th Asia-Pacific Workshop
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2008-11-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Sr_<14>Cu_<24>O_<41>の共鳴非弾性X線散乱:電荷励起スペクトルの温度変化2008

    • 著者名/発表者名
      吉田雅洋
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      岩手県盛岡市
    • 年月日
      2008-09-22
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] La_<1-x>Sr_xMnO_3の共鳴非弾性X線散乱における偏光依存性2008

    • 著者名/発表者名
      石井賢司
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      岩手県盛岡市
    • 年月日
      2008-09-21
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Charge dynamics in YVO_3 investigated by resonant inelastic x-ray scattering2008

    • 著者名/発表者名
      K. Ikeuchi
    • 学会等名
      25th international conference on Low Temperature Physics (LT25)
    • 発表場所
      オランダ
    • 年月日
      2008-08-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 軌道秩序系バナジウム酸化物の共鳴非弾性X線散乱2008

    • 著者名/発表者名
      池内和彦、Ignace Jarrige、佐藤智宏、石井賢司、稲見俊哉、水木純一郎、その他
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      大阪(近畿大)
    • 年月日
      2008-03-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Ni置換La2CuO4の共鳴非弾性X線散乱2008

    • 著者名/発表者名
      石井賢司、池内和彦、ジャリッジ・イニアス、水木純一郎、その他
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      大阪(近畿大)
    • 年月日
      2008-03-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 共鳴非弾性X線散乱によるCa_<2+x>Y_<2-x>Cu_5O_<10>の電荷励起2008

    • 著者名/発表者名
      石井賢司、池内和彦、稲見俊哉、水木純一郎、その他
    • 学会等名
      日本放射光学会
    • 発表場所
      草津(立命館大)
    • 年月日
      2008-01-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 辺共有一次元銅酸化物Ca_<2+x>Y_<2-x>Cu_5O_<10>の共鳴非弾性X線散乱2007

    • 著者名/発表者名
      石井賢司、池内和彦、稲見俊哉、水木純一郎、その他
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] YVO_3の共鳴非弾性X線散乱II2007

    • 著者名/発表者名
      池内和彦、佐藤智宏、Ignace Jarrige、石井賢司、稲見俊哉、水木純一郎、その他
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Momentum-resolved charge excitations in high-TC cuprates studied by resonant inelastic x-ray scattering2007

    • 著者名/発表者名
      K. Ishii et a1.,
    • 学会等名
      Spectroscopic in Novel Superconductors
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-08-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2018-03-28  

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