量子ビーム分光の相補利用による強相関電子系の低エネルギー電荷応答の研究

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19340090
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 山田 和芳 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 教授 (70133923)
• 研究分担者: 大山 研司 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (60241569) ; 藤田 全基 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (20303894) ; 平賀 晴弘 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (90323097) ; 水木 純一郎 日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 副部門長 (90354977) ; 遠山 貴巳 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (70237056) ; 松井 浩明 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (50431490)
• 連携研究者: BARON Alfred Q.R. 理化学研究所, 研究員 ; SHEN Zhi-xun スタンフォード大学, 物理学科, 教授
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: 中性子ビーム / 強相関電子系 / 磁性 / 中性子散乱 / X線非弾性散乱

研究概要

量子ビーム分光の相補利用による、強相関電子系の電荷励起やそれと強く結合する磁気励起や磁気相関の系統的研究を行った。この結果、特に中性子分光により、キャリヤーをドープした遷移金属酸化物の磁気励起や磁気相関の二面性、あるいはそれらの階層性を明らかにした。また放射光X線による非弾性散乱により、電荷の自発的偏析のダイナミックスを見いだし、中性子による磁気励起や磁気相関との関連性を議論した。本研究のこれらの結果をもとに、強相関電子系の物性が示す多面性の起源解明の糸口を見いだした。

研究成果

• [雑誌論文] Dual Nature of a Ni Dopant in the Hole-Type La_<2-x>Sr_xCuO_4 Cuprate Superconductor (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Hiraka, D. Matsumura, Y. Nishihata, J. Mizuki, K. Yamada
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 102 ページ: 037002(1)-037002(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hidden Quantum Spin-Gap State in the Static Stripe Phase of High-Temperature La_<2-x>Sr_x CuO_4 Superconductors (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Kofu, S.-H. Lee, M. Fujita, H.-J. Kang, H. Eisaki, K. Yamada
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 102 ページ: 047001(1)-047001(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] nergy Gaps in the Failed High-Tc Superconductor La_<1.875>Ba_<0.125>CuO_4 (2009)
  • 著者名/発表者名: R-H. He, K. Tanaka, S-K. Me, T. Sasagawa, M. Fujita, T. Adachi, N. Mannella, K. Yamada, Y. Koike, Z. Hussain, Z-X. Shen
  • 雑誌名: Nature Physics 5 ページ: 119-123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Charge Excitations in the Stripe-Ordered La_<5/3> Sr_<1/3>NiO_4 and La_<2-x>(Ba,Sr)_x CuO Superconducting Compounds (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Wakimoto, H. Kimura, K. Ishii, K. Ikeuchi, T. Adachi, M. Fujita, K. Kakurai, Y. Koike, J. Mizuki, Y. Noda, K. Yamada, A. H. Said, Yu. Shvyd'ko
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 102 ページ: 1577001(1)-157001(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] q-Dependence of the Giant Bond-Stretching Phonon Anomaly in the Stripe Compound La_<1.48>Nd_<0.4>Sr_<0.12>CuO_4 Measured by IXS (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Reznik, T. Fukuda, D. Lamago, A. Q. R. Baron, S. Tsutsui, M. Fujita, K. Yamada
  • 雑誌名: J.Phys.Chem Solids. 69 ページ: 3103-3107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Momentum-resolved charge excitations in high-Tc cuprates studied by resonant inelastic X-ray scattering (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Ishii, M. Hoesch, T. Inami, K. Kuzushita, K. Ohwada, M. Tsubota, Y. Murakami, J. Mizuki, Y. Endoh, K. Tsutsui, T. Tohyama, S. Maekawa, K. Yamada, T. Masui, S. Tajima, H. Kawashima, J. Akimitsu
  • 雑誌名: J.Phys.Chem Solids. 69 ページ: 3118-3124
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-Energy Spin Fluctuations in the Ground States of Electron-Doped Pr_<1-x>LaCe-xCuO_<4+δ> Cuprate Superconductors (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Fujita, M. Matsuda, S.-H. Lee, M. Nakagawa, K. Yamada
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 101 ページ: 107003(1)-107003(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Spin Resonance in the Geometrically Frustrated Magnet MgCr_2O_4 by Inelastic Neutron Scattering (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Tomiyasu, H. Suzuki, M. Toki, S. Itoh, M. Matsuura, N. Aso, K. Yamada
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 101 ページ: 177401(1)-177401(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] E・ect of Structural Parameters on Superconductivity in Fluorine-Free LnFeAsO_<1-y> (Ln=La, Nd) (2008)
  • 著者名/発表者名: C. H Lee, A. Iyo, H. Eisaki, H. Kito, M. Terasa, F. Diaz, T. Ito, K. Kihou, H. Matsuhata, M. Braden, K. Yamada
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn 77 ページ: 087304(1)-083704(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution of the Pseudogap Across the Magnet-Superconductor Phase Boundary of Nd_<2-x>Ce_xCuO_4 (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Matsui, T. Takahashi, T. Sato, K. Terashima, H. Ding, T. Uefuji, K. Yamada
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 75 ページ: 224514(1)-224514(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ni-Impurity Effects on Incommensurate Spin Correlations in the Superconducting Phase of La_<2-x>Sr_xCuO_4 near the Spin-Glass Phase Boundary (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Hikara, S. Ohta, S. Wakimoto, M. Matsuda, K. Yamada
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn. 76 ページ: 074703(1)-074703(6)
  • 査読あり
• [学会発表] Fe-doping effects on magnetism in hole-type superconductors of (Bi,Pb)_2Sr_2CuO_6 (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Hiraka, S. Wakimoto, M. Takeda, K. Kakurai, D. Matsumura, Y. Nhihata, J. Mizuki, K. Yamada
  • 学会等名: International Conference on Magnetism (ICM 2009)
  • 発表場所: Karlsruhe, Germany
  • 年月日: 2009-07-27
• [学会発表] Static Spin Correlations hidden behind the superconductivity in La_<2-x>Sr_xCuO_4 (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Fujita, M. Enoki, S. Iikubo, K. Yamada
  • 学会等名: Gordon Research Conferences : Superconductivity
  • 発表場所: Hong Kong, China
  • 年月日: 2009-06-08
• [学会発表] 中性子散乱用Ge単結晶モノクロメータの高度化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三宅悠子, 平賀晴弘, 山口泰男, 大山研司, 山田和芳
  • 学会等名: 中性子散乱用Ge単結晶モノクロメータの高度化
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] Recent Activities of IMR Neutron Group for Neutron-Monochromator Renovation in JRR-3 (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Hiraka
  • 学会等名: 2009 WPI-AIMR Annual Workshop
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2009-03-03
• [学会発表] JRR-3装置群でのモノクロメータ高度化への金研の取り組み (2008)
  • 著者名/発表者名: 平賀晴弘, 山口泰男, 大山研司, 山田和芳, 宍戸統悦, 戸澤慎一郎, 松浦直人, 佐藤卓, 廣田和馬, 目時直人, 松田雅昌
  • 学会等名: 日本中性子科学会第8回年会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2008-12-01
• [産業財産権] 中性子線の単色集光装置 (2009)
  • 発明者名: 平賀晴弘, 山田和芳, 藤原航三
  • 権利者名: 東北大学
  • 産業財産権番号: 出願特願2009-066185
  • 出願年月日: 2009-03-18