光電子分光によるバルク金属-絶縁体転移の解明

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18104007
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 菅 滋正 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (40107438)
• 研究分担者: 関山 明 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教 (40294160)
• 連携研究者: 今田 真 立命館大学, 理工学部, 教授 (90240837) ; 山崎 篤志 甲南大学, 理工学部, 講師 (50397775) ; 恒川 雅典 名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 研究員 (20403131) ; 矢橋 牧名 理化学研究所, X線自由電子レーザー計画推進本部, 研究員 (00372144) ; 岡田 耕三 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 准教授 (70194355)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 軟X線角度分解光電子分光 / バルク3次元フェルミオロジー / 強相関電子系 / 硬X線光電子分光 / 光電子recoil効果 / 近藤格子効果 / 極低エネルギー超高分解能光電子分光

研究概要

電子相関の強い物質系のバルク電子状態を光電子分光で探るには硬X線の利用が最も有効である。我々は8keVの光を用いて温度を変えることで金属-絶縁体転移を起こすV酸化物を中心に、その機構を解明することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy of Correlated Electron Systems and Recoil Effects in Photoelectron Emission (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Suga and A.Sekiyama
  • 雑誌名: Euro. Phys. J 169 ページ: 227-235
• [雑誌論文] Do all nuclei recoil on photoemission in compounds? (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Suga, A.Sekiyama, H.Fujiwara, T. Miyamachi, Y.Nakatsu, S.Imada, P.Baltzer, S.Niitaka, H.Takagi, K.Yoshimura, M.Yabashi, K.Tamasaku, A.Higashiya, T.Ishikawa
  • 雑誌名: New J. Phys (in press)
• [雑誌論文] Electronic Structure of Nd_<2-x>Ce_xCuO_4 and La_<2-x>S_rxCuO_4 Deduced from Cu 2p Photoemission and Photoabsorption (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Okada
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn Vol. 78 ページ: 034725
• [雑誌論文] Band Jahn-Teller Instability and Formation of Valence Bond Solid in a Mixed-Valent Spinel Oxide LiRh_2O_4 (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Okamoto, S. Niitaka, M. Uchida, T. Waki, M. Takigawa, Y. Nakatsu, A. Sekiyama, S. Suga, R. Arita, and H. Takagi
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 101 ページ: 086404
• [雑誌論文] Potential and restriction of high resolution, high energy photoemission in 400-8,000 eV for studying strongly correlated electron systems (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Suga
  • 雑誌名: Appl. Phys. A, Appl. Phys A 92 ページ: 479-485
• [雑誌論文] Ultra-high resolution VUV light source system for extremely low energy photoelectron spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: G. Funabashi, H. Fujiwara, A. Sekiyama, M. Hasumoto, T. Itoh, S. Kimura, P. Baltzer and S. Suga
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 47 ページ: 2265-2269
• [雑誌論文] Stability of Electronic States across Metal-Insulator Transition in PrRu_4P_12 (2008)
  • 著者名/発表者名: A.Yamasaki, S.Imada, A.Sekiyama, H. Fujiwara, M.Yano, J.Yamaguchi, G. Funabashi, H.Sugawara, D.Kikuchi, H.Sato, T.Muro, A.Higashiya, M.Yabashi, T. Ishikawa, H.Harima and S. Suga
  • 雑誌名: Phys. Rev B 77 ページ: 16512
• [雑誌論文] Reply to "Comment on"Evidence for strong electronic correlations in the spectra of Sr_2RuO_4 (2008)
  • 著者名/発表者名: Z.V.Pchelkina, I.A.Nekrasov, Th.Pruschke, S.Suga, V.I.Anisimov, and D.Vollhardt
  • 雑誌名: Phys. Rev B 77 ページ: 046102-1-3
• [雑誌論文] Electronic structures of CeRu_2X_2(X=Si, Ge)in the paramagnetic phase by soft x-ray ARPES and hard x-ray photoemission (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Yano, A.Sekiyama, H.Fujiwara, Y.Amano, S.Imada, T.Muro, M.Yabashi, K.Tamasaku, A.Higashiya, T.Ishikawa, Y.Onuki and S. Suga
  • 雑誌名: Phys.Rev B 77 ページ: 035118-1-8
• [雑誌論文] Reduction of Kondo lattice effects in Yb_<1-x>Lu_xAl_3 observed by soft x-ray photoemission spectroscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: J.Yamaguchi, A.Sekiyama, S.Imada, A.Yamasaki, M.Tsunekawa, T.Muro, T. Ebihara, Y.Onuki and S.Suga
  • 雑誌名: New Jour. Phys 9 ページ: 317-1-10
• [雑誌論文] Soft X-ray spectroscopy of possibly heavy fermion compound NdOs_4Sb_12 (2007)
  • 著者名/発表者名: S.Imada, H.Higashimichi, A.Yamasaki, M.Yano, T.Muro, A.Sekiyama, S.Suga, H. Sugawara, D.Kikuchi, and H.Sato
  • 雑誌名: Phys. Rev B76 ページ: 153106-1-4
• [雑誌論文] Electron correlation and the metal-insulator transition of the pyrochlore molybdates R_2Mo_2O_7(R=Nd, Sm, Gd, Tb, Y) (2007)
  • 著者名/発表者名: A.Higashiya, S.Imada, A.Yamasaki, A. Irizawa, A.Sekiyama, S.Suga, Y.Taguchi, M.Iwama, K.Ohgushi, and Y.Tokura
  • 雑誌名: Phys. Rev B75 ページ: 155106-1-7
• [雑誌論文] Evidence for strong electronic correlation in the spectra of Sr_2RuO_4 (2007)
  • 著者名/発表者名: Z.V.Pchelkina, I.A.Nekrasov, Th.Prusschke, A. Sekiyama, S.Suga, V.I.Anisimov and D.Vollhardt
  • 雑誌名: Phys. Rev B75 ページ: 035122-1-10
• [雑誌論文] Coexistence of strongly mixed valency and heavy-fermion character in SmOs_4Sb_12 studied by soft and hard x-ray spectroscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: A.Yamasaki, S.Imada, H.Higashimichi, H.Fujiwara, T.Saita, T.Miyamachi, A.Sekiyama, H.Sugawara, D.Kikuchi, H.Sato, A.Higashiya, M.Yabashi, K.Tamasaku, D.Miwa, T.Ishikawa and S.Suga
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 98 ページ: 156402-1-4
• [雑誌論文] M.Yano, A.Sekiyama, H.Fujiwara, T.Saita, S.Imada, Y.Onuki and S.Suga (2007)
  • 著者名/発表者名: Three-dimensional bulk fermiology of CeRu_2Ge_2 in the paramagnetic phase by soft x-ray hvdependent (700-860 eV) ARPES
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 98 ページ: 036405-1-4
• [雑誌論文] Momentum-Specified Oxygen K Resonant Inelastic X-ray Scattering for Cuprates (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Okada and A. Kotani
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn Vol. 76 ページ: 123706
• [雑誌論文] Static versus dynamical mean-field theory of Mott antiferromagnets (2006)
  • 著者名/発表者名: F. Sangiovanni, A.Toschi, E. Koch, K. Held, M. Capone, C. Castellani, O. Gunnarson, S.-K. Mo, J. W. Allen, G.-D. Kim, A. Sekiyama, A. Yamasaki, S. Suga and P. Metcalf
  • 雑誌名: Phys. Rev B 73 ページ: 205121-1-5
• [雑誌論文] Bulk-sensitive photoemission study of(V^<1-x>M_x)_2O_3(M=Cr, Ti) (2006)
  • 著者名/発表者名: S.-K. Mo, H.-D. Kim, J. D. Denlinger, J. W. Allen, J.-H. Park, A.Sekiyama, A. Yamasaki, S. Suga, Y. Saitoh, T. Muro, and P. Metcalf
  • 雑誌名: Phys. Rev B 74 ページ: 165101-1-12
• [雑誌論文] Agreement of Luttinger Liquid signatures in bulk and surface sensitive ARPES spectra of Li_<0.9>Mo_6O_17 (2006)
  • 著者名/発表者名: E.Wang, S.-K.Mo, J.W.Allen, H.-D.Kim, J.He, R.Jin, D.Mandrus, A.Sekiyama, M.Tsunekawa and S.Suga
  • 雑誌名: Phys. Rev B 74 ページ: 113107-1-4
• [雑誌論文] Copper K and Oxygen K Resonant Inelastic X-ray Scattering of one-dimensional cuprates (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Okada and A. Kotani
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn 75 ページ: 044702
• [雑誌論文] Oxygen 1s Core-Level Photoemission as a Tool to Investigate the Unoccupied Electronic States of Cuprates (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Okada and A. Kotani
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn 75 ページ: 123703
• [学会発表] 2次元的電気伝導を示すペロブスカイト型Mn酸化物のバルク敏感光電子分光 (2009)
  • 著者名/発表者名: 杉山浩史, 関山明, 菅滋正
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] HAXPES of strongly correlated materials : Yb, Sm, and V compounds and presence or absence of recoil effects in some V compounds (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Suga
  • 学会等名: Hard X-ray Photoemission Workshop
  • 発表場所: U.S.A
  • 年月日: 2008-10-14
• [学会発表] 重い電子系CeRu2Si2の軟X線角度分解光電子分光によるバンド構造の温度変化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 矢野正雄, 関山明, 今田真, 室隆桂之, 大貫惇陸, 菅滋正
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] Eu<1-x>Sm_xB6の硬X線光電子分光 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山口淳一, 関山明, 今田真, 石川哲也, 菅滋正
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] V_nO_<2n-1>マグネリ相バナジウム酸化物に対する硬X線光電子分光 (2008)
  • 著者名/発表者名: 尾原誠明, 関山明, 今田真, 東谷篤志, 石川哲也, 菅滋正
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] LiV_2O_4の硬X線及び軟X線光電子分光 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中津嘉隆, 関山明, 藤原秀紀, 矢橋牧名, 菅滋正
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] Au(001)上bcc Co薄膜のSTM/STS観察 (2008)
  • 著者名/発表者名: 宮町俊生, 今田真, 川越毅, Fan-Hsiu Chang, 菅滋正
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] Hard X-ray photoelectron spectroscopy of correlated electron systems and recoil effects in core and valence photoelectron emission (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Suga
  • 学会等名: Int.Conf.X-ray Spectroscopy
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2008-06-25
• [学会発表] Ca_<1.5>Sr_<0.5>RuO_4の硬X線光電分光 : Ca置換がバルク電子状態に与える影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 辻林真寛, 関山明, 前野悦輝, 菅滋正
  • 学会等名: 日本物理学会第63回年次大会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-23
• [学会発表] Genuine bulk electronic structures of ruthenates, cuprates, manganites and vanadates revealed by high energy photoelectron spectroscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Suga
  • 学会等名: German Physical Society Meeting
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 2008-02-27
• [学会発表] Three dimensional Fermiology by soft X-ray ARPES and hard X-ray photoelectron spectroscopy of transition metal- and rare earth-compounds (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Suga
  • 学会等名: 2^<nd> Int. Workshop on Materials Science and Nano-Engineering
  • 発表場所: Yumebutai, Japan
  • 年月日: 2007-12-02
• [学会発表] Potential and restriction of high resolution high energy photoemission in 400-8,000 eV for studying correlated electron systems, 15th Int. Conf (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Suga
  • 学会等名: Vacuum Ultraviolet Radiation Phys
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 2007-08-01
• [学会発表] High Energy and High Resolution Photoelectron Spectroscopy in the Hard and Soft X-ray Regions to probe Genuine Bulk Electronic Structures of Strongly (2006)
  • 著者名/発表者名: S. Suga
  • 学会等名: Correlated Electron Systems, 10^<th> Int. Conf. on Electronic Spectroscopy and Structure
  • 発表場所: Iguassu, Brazil
  • 年月日: 2006-08-29
• [備考] (1) 本研究は新しい光電子分光技術の開拓によって担保される側面が大きいが, 研究代表者はその開拓への貢献つまり科学技術の基礎研究での功績により第26回島津賞を受賞している。1.日本経済新聞2006年12月8日2.京都新聞2006年12月8日3.日刊工業新聞2006年12月8日
• [備考] (2) また本研究者らの開発した軟X線角度分解光電子分光による3次元フェルミオロジーに昨今世界的注目が高まっている。1.朝日新聞2007年2月2日2.読売新聞2007年1月5日
• [備考] (3) これらの功績は国際的に高く評価され、研究代表者は日本人として初めて、ドイツの国際的な賞であるHelmholtz-Humboldt研究賞を受賞した。1.読売新聞2008年6月30日朝刊2.日経産業新聞2008年6月23日朝刊
• [備考]
  • URL: http://decima.mp.es.osaka-u.ac.jp/japanese/index.html
• [産業財産権] 表面原子可視化装置 (2007)
  • 発明者名: 関山明, 菅滋正
  • 権利者名: 国立大学法人大阪大学
  • 産業財産権番号: 特許権特願2007-00523
  • 出願年月日: 2007-01-12
• [産業財産権] 超高分解能希ガス光源 (2006)
  • 発明者名: 菅滋正
  • 権利者名: 国立大学法人大阪大学
  • 産業財産権番号: 特許権特願2006-253181
  • 出願年月日: 2006-09-19