2020 年度研究成果報告書

正方対称場における2電子t2g電子系のスピンと軌道秩序

研究課題

PDF

研究課題/領域番号	17K05521
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	国立研究開発法人物質・材料研究機構
研究代表者	櫻井裕也国立研究開発法人物質・材料研究機構, エネルギー・環境材料研究拠点, グループリーダー (60421400)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード	t2g軌道 / 正方対称場 / Cr酸化物
研究成果の概要	α-Sr2CrO4の関連物質であるSr3Cr2O7、Sr4Cr3O10では構造相転移とともに磁化率が大きく減少する。構造相転移前後の結晶構造の変化を調べたところ、低温で縮退のないdxy軌道が２重縮退したdyz, dzx軌道より低エネルギーとなることが分かった。α-Sr2CrO4と同様に、２つのd電子は１つが縮退した軌道に入るためdyz, dzx軌道による軌道秩序が生じていると考えられる。d電子が１つだけのα-Sr2VO4では低エネルギー側に２重縮退したdyz, dzx軌道が位置しやはり類似の軌道秩序が期待されている。正方対称場中のt2g軌道は軌道自由度を残すことを好むという知見が得られた。
自由記述の分野	強相関電子物性
研究成果の学術的意義や社会的意義	eg軌道のスピンと軌道の状態はMn酸化物を中心に非常に詳しく調べられている。一方でt2g軌道が主役となる場合については立方対称場を基本とする場合は詳しく調べられているが、正方対称場中の場合は不十分であった。本研究により正方対称場でも立方対称場の場合と同様に軌道秩序状態を好むことが分かりd電子系の物理の理解が進んだ。