放射光X線共鳴非弾性散乱による5d遷移金属酸化物の磁気励起の観測

• 研究課題/領域番号: 23740246
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 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: 石井 賢司 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, 研究主幹 (40343933)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2012年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: X線散乱 / 非弾性散乱 / 磁気励起 / 強相関電子系 / Ｘ線散乱

研究概要

本研究では、5d 遷移金属の一つであるイリジウムの酸化物を測定対象として、放射光X線を用いた共鳴非弾性散乱によって磁気励起が観測可能であることを示した。新たな光学素子を導入することで実現した最高70 meV の高エネルギー分解能を活用することでSr_2_IrO_4 やSr_3Ir_2O_7 における磁気励起の分散関係、および、その温度依存性を観測することに成功し、強い二次元性を持った磁気相互作用の効果を明らかにすることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Instrumental upgrades of the RIXS spectrometer at BL11XU at SPring-8 (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ishii, I. Jarrige, M. Yoshida, K. Ikeuchi, T. Inami, Y. Murakami, and J. Mizuki
  • 雑誌名: Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 巻: (accepted and to be published) ページ: 127-132
  • DOI: 10.1016/j.elspec.2012.12.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inelastic x-ray scattering studies of electronic excitations (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenji Ishii, Takami Tohyama, and Jun'ichiro Mizuki
  • 雑誌名: Journal Physical Society of Japan 巻: Vol. 82
  • NAID: 210000132384
  • 査読あり
• [雑誌論文] Resonant inelast c X-ray scattering study of intra-band charge excitations in hole-doped high-Tc cupra (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Wakimoto, K. Ishii
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 87 号: 10 ページ: 104511-104511
  • DOI: 10.1103/physrevb.87.104511
  • 査読あり
• [雑誌論文] Resonant inelastic x-ray scattering study of charge excitations in superconducting and non-superconducting PrFeAsO1-y (2012)
  • 著者名/発表者名: I. Jarrige
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 86 号: 11
  • DOI: 10.1103/physrevb.86.115104
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic excitations around the substituted atom in La_2Cu_<1-y> Ni_yO_4 as seen via resonant inelastic x-ray scattering (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ishii, K. Tsutsui, K. Ikeuchi, I. Jarrige, J. Mizuki, H. Hiraka, K. Yamada, T. Tohyama, S. Maekawa, Y. Endo, H. Ishii, and Y. Q. Cai
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 85 号: 10 ページ: 104509-104509
  • DOI: 10.1103/physrevb.85.104509
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polarization-analyzed resonant inelastic x-ray scattering of the orbital excitations in KCuF_3 (2011)
  • 著者名/発表者名: Ikeuchi, K. Kuzushita, T. Inami, K. Ohwada, M. Yoshida, I. Jarrige, N. Tatami, S. Niioka, D. Bizen, Y. Ando, J. Mizuki, S. Maekawa, Y. Endoh
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: Vol.83 号: 24 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1103/physrevb.83.241101
  • 査読あり
• [学会発表] Symmetry of d-d excitations in inelastic x-ray scattering (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ishii el al.
  • 学会等名: JAEA Synchrotron Radiation Research Symposium "Magnetism in Quantum Beam Science"
  • 発表場所: 兵庫県佐用町
  • 年月日: 2013-03-12
• [学会発表] Recent RIXS results on charge and orbital excitations and their connection to future NIXS (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ishii
  • 学会等名: RIKEN Workshop "High-Resolution Spectroscopy with X-Rays"
  • 発表場所: 埼玉県和光市
  • 年月日: 2012-11-15
• [学会発表] Momentum-resolved electronic excitations probed with resonant inelastic x-ray scattering (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ishii
  • 学会等名: JAEA Symposium on Synchrotron Radiation Research 2012
  • 発表場所: 兵庫県佐用町
  • 年月日: 2012-03-07
• [学会発表] 低エネルギー電子励起観測に向けた共鳴非弾性X線散乱分光器の高度化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石井賢司, 他
  • 学会等名: 第25回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 愛知県名古屋市
  • 年月日: 2012-01-09
• [学会発表] 低エネルギー電子励起観測に向けた共鳴非弾性X線散乱分光器の高度化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石井賢司
  • 学会等名: 第25回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 佐賀県鳥栖市
• [学会発表] Electronic excitations probed with resonant inelastic x-ray scattering (2011)
  • 著者名/発表者名: Kenji Ishii
  • 学会等名: 1st Asia-Oceania Conference on Neutron Scattering
  • 発表場所: 茨城県つくば市
• [学会発表] Study of the charge dynamics in Sr14-xCaxCu24O41 by resonant inelastic x-ray scattering (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Yoshida
  • 学会等名: 1st Asia-Oceania Conference on Neutron Scattering
  • 発表場所: 茨城県つくば市
• [学会発表] 共鳴非弾性X線散乱によるSr14-xCaxCu24O41の高圧下電子状態の観測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉田雅洋
  • 学会等名: 第52回高圧討論会
  • 発表場所: 沖縄県西原町
• [学会発表] 励起状態に現れる隠れた電荷相関 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石井賢司
  • 学会等名: 金研ワークショップ「電子自由度による強誘電体研究最前線」
  • 発表場所: 宮城県仙台市
• [学会発表] 共鳴非弾性X線散乱による(Sr,Ca)14Cu24O41の高圧下での電子励起 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉田雅洋
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山県富山市
• [学会発表] 共鳴非弾性X線散乱によるLuFe2O4におけるフラストレートした電荷ゆらぎの観測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石井賢司
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山県富山市
• [学会発表] Polarization-analyzed resonant inelastic x-ray scattering of the orbital excitations in KCuF3 (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ishii
  • 学会等名: Search for new physics in transition metal compounds by spectroscopies (IMR workshop)
  • 発表場所: 宮城県仙台市
• [学会発表] Electronic excitations in hard x-ray resonant inelastic scattering (tentative)
  • 著者名/発表者名: Kenji Ishii
  • 学会等名: Light and Particle Beams in Materials Science 2013
  • 発表場所: つくば市
  • 招待講演
• [学会発表] Carrier dynamics in doped high-Tc cupartes studied by Cu K-edge RIXS
  • 著者名/発表者名: Kenji Ishii
  • 学会等名: 8th International Conference on Inelastic X-ray Scattering
  • 発表場所: SLAC National Accelerator Laboratory
  • 招待講演
• [学会発表] Symmetry of d-d excitations in inelastic x-ray scattering
  • 著者名/発表者名: K. Ishii
  • 学会等名: JAEA Synchrotron Radiation Research Symposium "Magnetism in Quantum Beam Science"
  • 発表場所: 兵庫県佐用町
• [学会発表] Recent RIXS results on charge and orbital excitations and their connection to future NIXS
  • 著者名/発表者名: K. Ishii
  • 学会等名: RIKEN Workshop "High-Resolution Spectroscopy with X-Rays
  • 発表場所: 和光市
• [学会発表] Cu-K吸収端共鳴X線非弾性散乱によるLa2-x(Sr, Ba)xCuO4の電荷励起の研究
  • 著者名/発表者名: 脇本秀一
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜市