共鳴非弾性Ｘ線散乱による強相関電子系の磁気励起の研究

• 研究課題/領域番号: 25400338
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 五十嵐 潤一 茨城大学, 理学部, 名誉教授 (20127179)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 共鳴非弾性Ｘ線散乱 / 強相関電子系 / Ｌ吸収端 / スピン軌道相互作用 / 磁気励起 / エクシトン励起 / 共鳴非弾性X線散乱 / エクシトン / L吸収端 / 素励起 / 磁気散乱

研究成果の概要

Ｌ吸収端を用いた共鳴非弾性X線散乱スペクトルの解析を行った。第一に、銅酸化物絶縁体におけるスペクトルの解析を行い、自発的対称性の破れの影響を考慮することにより、２マグノン励起も取り込んだ解析に成功した。引き続き、スピン-軌道相互作用の大きなイリジウム化合物、Sr2IrO4、Sr3Ir2O7、Na2IrO3、CaIrO3に対して、微視的電子模型を基礎に、強結合および弱結合からの展開を行いスペクトルを計算した。実験のスペクトルをよく説明するとともに、その起源を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Resonant Inelastic X-Ray Scattering at the Ir L-edge in Na2IrO3 (2016)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Igarashi and Tatsuya Nagao
  • 雑誌名: J. Electron Spectroscopy and Related Phenomena 巻: 212 ページ: 44-49
  • DOI: 10.1016/j.elspec.2016.08.003
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Collective excitations in Na2IrO3 (2016)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Igarashi and Tatsuya Nagao
  • 雑誌名: Journal of Physics: Condensed Matter 巻: 28 号: 2 ページ: 026006-026006
  • DOI: 10.1088/0953-8984/28/2/026006
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of broken symmetry on resonant inelastic x-ray scattering from undoped cuprates (2015)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Igarashi and Tatsuya Nagao
  • 雑誌名: Journal of Physics: Condensed Matter 巻: 27 号: 18 ページ: 186002-186002
  • DOI: 10.1088/0953-8984/27/18/186002
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Interplay between Hund's Coupling and Spin-Orbit Interaction on Elementary Excitations in Sr2IrO4 (2014)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Igarashi and Tatsuya Nagao
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 83 号: 5 ページ: 053709-053709
  • DOI: 10.7566/jpsj.83.053709
  • NAID: 210000133068
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Analysis of Resonant Inelastic Scattering from Sr2IrO4 in an Itinerant Electron Approach (2014)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Igarashi and Tatsuya Nagao
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 90 号: 6
  • DOI: 10.1103/physrevb.90.064402
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Resonant X-Ray Scattering from Chiral Materials: α-Quartz, α-Berlinite, and Tellurium (2014)
  • 著者名/発表者名: Manabu Takahashi and Jun-ichi Igarashi
  • 雑誌名: Journal of Physics, Conference Series 巻: 519 ページ: 012009-012009
  • DOI: 10.1088/1742-6596/519/1/012009
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Magnetic excitation in resonant inelastic x-ray scattering of Sr2IrO4:A localized spin picture (2014)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Igarashi and Tatsuya Nagao
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 89 号: 6
  • DOI: 10.1103/physrevb.89.064410
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elementary excitations probed by L-edge resonant inelastic x-ray scattering in systems with weak and intermediate electron correlations (2013)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Igarahi and Tatsuya Nagao
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 88 号: 1
  • DOI: 10.1103/physrevb.88.014407
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strong coupling theory of spin and orbital excitations in Sr2IrO4 (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Igarashi and T. Nagao
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: Vol. 88, No. 10 号: 10
  • DOI: 10.1103/physrevb.88.104406
  • 査読あり
• [学会発表] CaIrO3における磁気構造および励起状態の解析と共鳴X線散乱 (2017)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐潤一、長尾辰也
  • 学会等名: 日本物理学会第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] CaIrO3の磁気励起の理論 (2016)
  • 著者名/発表者名: 長尾辰也、五十嵐潤一
  • 学会等名: 日本物理学会2016年秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス
  • 年月日: 2016-09-15
• [学会発表] Sr3Ir2O7の素励起の理論 (2016)
  • 著者名/発表者名: 長尾辰哉、五十嵐潤一
  • 学会等名: 日本物理学会 第７１回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学泉キャンパス、仙台
  • 年月日: 2016-03-21
• [学会発表] Ir酸化物、銅酸化物の硬X線RIXS理論 (2016)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐潤一
  • 学会等名: 日本物理学会 第７１回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学泉キャンパス、仙台
  • 年月日: 2016-03-20
  • 招待講演
• [学会発表] Collective excitations probed by L-edge RIXS in Iridium compounds (2015)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Igarashi
  • 学会等名: The 9th International Conference on Inelastic X-ray Scattering
  • 発表場所: National Synchrotron Radiation Research Center, Hsinchu, Taiwan
  • 年月日: 2015-11-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Na2IrO3における軌道磁気励起の遍歴電子描像による解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐潤一、長尾辰哉
  • 学会等名: 日本物理学会 2015年秋季大会
  • 発表場所: 関西大学千里山キャンパス、吹田
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 遍歴電子描像によるSr3Ir2O7の軌道磁気励起の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長尾辰哉, 五十嵐潤一
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学早稲田キャンパス, 東京都
  • 年月日: 2015-03-22
• [学会発表] 遷移金属L吸収端共鳴非弾性X線散乱における磁気励起スペクトルの解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐潤一, 長尾辰哉
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学春日井キャンパス, 春日井市
  • 年月日: 2014-09-07
• [学会発表] Elementary Excitations Probed by L-Edge RIXS
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Igarashi
  • 学会等名: 8th International Conference on Inelastic X-ray Scattering
  • 発表場所: SLAC National Acceleration Laboratory, Menlo Park, California, USA
  • 招待講演
• [学会発表] Sr2IrO4における軌道磁気励起の理論
  • 著者名/発表者名: 五十嵐潤一, 長尾辰哉
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学常三島キャンパス, 徳島市
• [学会発表] 5d化合物系における共鳴非弾性Ｘ線散乱理論
  • 著者名/発表者名: 五十嵐潤一
  • 学会等名: 日本物理学会 第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス, 平塚市
  • 招待講演
• [学会発表] Sr2IrO4における素励起の理論-フント結合とスピン軌道相互作用の競合-
  • 著者名/発表者名: 五十嵐潤一, 長尾辰哉
  • 学会等名: 日本物理学会 第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス, 平塚市