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2012 年度 実績報告書

強磁場下の混合原子価希土類化合物のX線吸収磁気円二色性と共鳴X線発光分光の理論

研究課題

研究課題/領域番号 22540341
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

小谷 章雄  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 共同研究員 (90029504)

研究分担者 小出 常晴  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器科学支援センター, シニアフェロー (10150012)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード混合原子価 / 希土類化合物 / 強磁場 / 磁気円二色性 / X線吸収 / 共鳴X線発光
研究概要

硬X線と軟X線のX線吸収磁気円二色性(XMCD)理論のそれぞれにおいて、大きな成果が得られた。硬X線に対しては、松田らによって観測されたYbAgCu4のYb-L3端XMCDの磁場依存性を理論解析し、既にYbInCu4において解析したものと同様な電気双極子遷移(ED)によるXMCDの他に、電気四重極子遷移(EQ)によるXMCDを新たに見出した。EDによるXMCD強度は磁場と共に単調に増加するが、EQによるXMCD強度は一旦増加した後、磁場誘起価数転移を越える磁場で減少することを明らかにした。さらに、YbInCu4ではこれまでにEQのXMCDが観測されていない理由も理論的に説明できた。
一方、軟X線に対しては、中村らによるEuNi2(Si0.18Ge0.82)2のEu-M4,5端XMCDの実験結果を理論解析し、価数と磁化の磁場依存性を説明することができた。この物質に対しては、これまでに硬X線による実験データがあり、価数と磁化の磁場依存性の振舞いに矛盾が見られたが、今回の軟X線の研究ではこの矛盾点が解消された。今回の理論をさらに発展させ、この物質の温度誘起価数転移に対しても、価数と磁化の温度依存性を理論計算して論文を出版した。
以上のXMCD理論の他に、もう一つのテーマである共鳴X線発光の理論においても重要な成果が得られた。これまで、CeFe2のCe-L3端のX線吸収スペクトルが二つのピークをもつ理由として、内殻正孔の効果とCe5dバンド状態密度の効果が提案され、どちらが本質的に重要であるかが未解決の問題として残されていた。今回、Ce-L3端の共鳴X線発光スペクトルを詳しく理論解析することにより、Ce5dバンド効果よりも内殻正孔効果がはるかに重要であることを明確に示すことができ、論争に終止符を打つことができた。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Unified understanding of the valence transition in the rare-earth monochalcogenides under pressure2013

    • 著者名/発表者名
      I. Jarrige
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: VOL. 87 ページ: 115107-1-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.87.115107

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Analysis of Experimental Valence and Magnetization Data around the Field- and Temperature-Induced Valence Transitions of EuNi2(Si0.18Ge0.82)2 : Unified Interpretation for the Results from Soft X-ray Absorption, Its Magnetic Circular Dichroism, and Magnetostatic Measurements2013

    • 著者名/発表者名
      小谷章雄
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: VOL. 82 ページ: 044710-1-9

    • DOI

      10.7566/JPSJ.82.044710

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theory of Electric Quadrupole Transition in the XMCD Spectra at the Yb L3 Edge of Mixed Valence Yb Compounds in High Magnetic Fields2013

    • 著者名/発表者名
      小谷章雄
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: VOL. 430 ページ: 012002-1-5

    • DOI

      10.1088/1742-6596/430/1/012002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Soft-X-ray Magnetic Circular Dichroism under Pulsed High Magnetic Fields at Eu M4,5 Edges of Mixed Valence Compound EuNi2(Si0.18Ge0.82)22012

    • 著者名/発表者名
      中村哲也
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: VOL. 81 ページ: 103705-1-5

    • DOI

      10.1143/JPSJ.81.103705

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Magnetic-Field X-ray Absorption and Magnetic Circular Dichroism Spectroscopy in the Mixed-Valent Compound YbAgCu42012

    • 著者名/発表者名
      中村俊幸
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: VOL. 81 ページ: 114702-1-12

    • DOI

      10.1143/JPSJ.81.114702

    • 査読あり
  • [学会発表] CeFe2のCe L3端X線吸収および共鳴X線発光スペクトルにおけるCe5dバンド状態密度と内殻正孔の効果

    • 著者名/発表者名
      小谷章雄
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      横浜国立大学(神奈川県)
  • [学会発表] YbInCu4とYbAgCu4のYb L3吸収端の強磁場XMCDにおける電気四重極子遷移

    • 著者名/発表者名
      小谷章雄
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      広島大学(広島県)

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公開日: 2014-07-24  

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