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2017 年度 実績報告書

波数分解光電子分光による真のバルク強スピン軌道結合電子構造と異常物性の相関解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K05186
研究機関甲南大学

研究代表者

山崎 篤志  甲南大学, 理工学部, 教授 (50397775)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード電子構造 / 光電子分光 / イリジウム / 酸化物 / スピン軌道
研究実績の概要

本研究では,擬2次元から3次元の結晶構造を有するペロブスカイト型イリジウム酸化物群に対して,軟X線励起光電子分光によりバルク3次元分散構造を直接観測し,未だ十分に理解されていない,次元性の変化に伴って発現する種々の異常物性と強スピン軌道結合電子構造との相関を明らかにすることを目的としている.平成29年度には,ペロブスカイト型イリジウム酸化物群に対してバルク内殼電子構造を観測し,価電子帯電子構造や異常物性との相関の有無や電子構造パラメータを定量的に評価することを目的としてSPring-8のBL19LXUにおいて光エネルギー8keVの硬X線励起光電子分光(HAXPES)実験を行った.また,種々の理論計算により当該物質群の電子構造を求め,実験結果と比較するとともに,酸素欠陥や元素置換による電子構造の変化を調べた.
HAXPESより得られたIr 4f内殼光電子スペクトルの形状は,ペロブスカイト型イリジウム酸化物群の結晶構造の次元性および電気伝導特性によって大きく変化した.特に,金属的なSrIrO3と絶縁体的なSr2IrO4およびSr3Ir2O7では全く異なる特徴をもち,前者は光電子放出に伴って生成された内殼正孔を非局所からの電荷移動により遮蔽していること示す構造が強く観測された.この非局所遮蔽による構造は従来から内殼光電子スペクトルの形状解析に用いられているクラスターモデル計算では再現できない(またはアジャスタブルなパラメータの数を増加させてしまう)ため,その枠組みを超えたより信頼性の高い理論計算を採用する必要があることが明らかとなった.密度汎関数理論に基づく計算コードAkaiKKRにより,コヒーレントポテンシャル近所を使って(LDA+SO-CPA),SrIrO3に酸素欠損を導入した際の電子構造を計算した.
また,この研究の過程で,CeNi2Ge2やErCo2などの希土類化合物およびLaAlO3/SrTiO3界面の電子構造に関する知見も得られた.

備考

当該webページの「研究業績」ページにて,発表論文の情報を発信.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Raman and fluorescence contributions to the resonant inelastic soft x-ray scattering on LaAlO3/SrTiO3 heterostructures2018

    • 著者名/発表者名
      Pfaff F.、Fujiwara H.、Berner G.、Yamasaki A.、Niwa H.、Kiuchi H.、Gloskovskii A.、Drube W.、Gabel J.、Kirilmaz O.、Sekiyama A.、Miyawaki J.、Harada Y.、Suga S.、Sing M.、Claessen R.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 97 ページ: 1-8

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevB.97.035110

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evidence for momentum-dependent heavy-fermionic electronic structures: Soft x-ray ARPES for the superconductor CeNi2Ge2 in the normal state2018

    • 著者名/発表者名
      Nakatani Y.、Aratani H.、Fujiwara H.、Mori T.、Tsuruta A.、Tachibana S.、Yamaguchi T.、Kiss T.、Yamasaki A.、Yasui A.、Yamagami H.、Miyawaki J.、Ebihara T.、Saitoh Y.、Sekiyama A.
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 97 ページ: 1-7

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevB.97.115160

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rare-Earth Fourth-Order Multipole Moment in Cubic ErCo2 Probed by Linear Dichroism in Core-Level Photoemission2018

    • 著者名/発表者名
      Abozeed Amina A.、Kadono Toshiharu、Sekiyama Akira、Fujiwara Hidenori、Higashiya Atsushi、Yamasaki Atsushi、Kanai Yuina、Yamagami Kohei、Tamasaku Kenji、Yabashi Makina、Ishikawa Tetsuya、Andreev Alexander V.、Wada Hirofumi、Imada Shin
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 ページ: 033710-1~5

    • DOI

      https://doi.org/10.7566/JPSJ.87.033710

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Linear Dichroism in Angle-Resolved Core-Level Photoemission Spectra Reflecting 4f Ground-State Symmetry of Strongly Correlated Cubic Pr Compounds2017

    • 著者名/発表者名
      Hamamoto S.、Fujioka S.、Kanai Y.、Yamagami K.、Nakatani Y.、Nakagawa K.、Fujiwara H.、Kiss T.、Higashiya A.、Yamasaki A.、Kadono T.、Imada S.、Tanaka A.、Tamasaku K.、Yabashi M.、Ishikawa T.、Matsumoto K. T.、Onimaru T.、Takabatake T.、Sekiyama A.
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 86 ページ: 123703-1~5

    • DOI

      https://doi.org/10.7566/JPSJ.86.123703

    • 査読あり
  • [学会発表] Interpretation of iridate-ARPES spectra: Band-folding effect and its photon-energy dependence2017

    • 著者名/発表者名
      山崎篤志
    • 学会等名
      SCES2017
    • 国際学会
  • [学会発表] クラスターモデル計算により明らかにした Sr 系Ir 酸化物のバルクJeff 電子状態2017

    • 著者名/発表者名
      中川広野
    • 学会等名
      日本物理学会
  • [備考] Yama-room

    • URL

      http://www.phys.konan-u.ac.jp/~yamasaki/TOP_PAGE.html

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公開日: 2018-12-17  

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