3d遷移金属および希土類合金の硬X線発光磁気円二色性の研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13450257
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 七尾 進 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (60013231)
• 研究分担者: 渡辺 康裕 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (80182955)
• キーワード: 放射光X線 / 磁性材料 / X線発光 / 磁気円二色性 / 磁性電子 / 磁気構造 / 元素選択性 / 電子状態

研究概要

X線発光スペクトル(XES : X-ray Emission Spectra)は、X線によって物質中の内殻電子が励起された後の二次光学過程であり、XESからは電子多重項構造、バンド構造、結合状態などの電子状態に関する固体物性に重要な情報が元素選択的に得られることが知られている。本研究では、スピン情報をもったXES、すなわちMCD-XESの測定法の開発と遷移金属および希土類金属への応用を目的としている。
本年度の研究成果は次の通りである。
東北大多元研のメンバーと共に、SPring-8におけるXES測定のための多解析結晶と二次元検出器を備えた高効率測定装置の整備および種々の発光分光測定を行った。また、円偏光生成装置(移相子システム)を完成させ、XESのMCD実験を行った。
本年度の最も大きな成果は、Sm_<21>Co_<79>アモルファス試料のMCD-XESの測定結果を解析し論文としてまとめ学術雑誌上で公表したことであり、その内容は次の通りである。
Sm_<21>Co_<79>アモルファス合金のL_3M_<4,5>とL_2M_4遷移に対するMCD-XESを精密に測定し、そのスペクトルを双極子遷移成分および四重極遷移成分に分離解析した。同時に、これらのスペクトル対する精密な理論計算を行い各成分の内容を明らかにした。
また、今後MCD-XESを含め広い範囲に応用可能な高分解能XAFSの測定・解析法を確立した。これはLifetime-broadening-suppressed/freeXANESと命名されており、XESのスペクトルから内殻電子の寿命に由来する分解能の劣化の影響を受けない高分解能のXANESスペクトルを導出するものである。

研究成果

• [文献書誌] H.Osawa, T.Iwazumi, H.Shoji, E.Hirai, T.Nakamura, S.Nanao: "Thermal phase transition of RbMnFe(CN)6 observed by X-ray emission and absorption spectroscopy"Solid State Communications. 125. 237-241 (2003)
• [文献書誌] T.Nakamura, H.Shoji, E.Hirai, S.Nanao, K.Fukui, H.Ogasawara, A.Kotani, T.Iwazumi, I.Harada, R.Katano: "Magnetic circular dichroism of resonant x-ray emission spectroscopy for Sm L3M4,5 and L2M4 in Sm_<21>Co_<79> amorphous alloy"Physical Review B. 67. 094439-1-094439-7 (2003)
• [文献書誌] H.Shoji, M.Taguchi, E.Hirai, T.Iwazumi, A.Kotani, S.Nanao, Y.Isozumi: "Resonant X-Ray Emission Spectra by the Electric Quadrupole Excitation at the Mn K-edge of MnO"Journal of Physical Society Japan. 72. 1560-1569 (2003)
• [文献書誌] H.Hayashi, R.Takeda, Y.Udagawa, T.Nakamura, H.Miyagawa, H.Shoji, S.Nanao, N.Kawamura: "Lifetime-broadening-suppressed/free XANES spectroscopy by high-resolution resonant inelastic x-ray scattering"Physical Review B. 68. 045122-1-045122-9 (2003)
• [文献書誌] Y.Tanaka, T.Inami, S.W.Lovesey, K.S.Knight, F.Yakhou, D.Mannix, J.Kokubun, M.Kanazawa, K.Ishida, S.Nanao, T.Nakamura, H.Yamauchi, H.Onodera, K.Ohoyama, Y.Yamaguchi: "Quadrupole and hexadecapole ordering in DyB2C2 : Direct observation with resonant x-ray diffraction"Physical Review B. 69. 024417-1-024417-11 (2003)