| 研究課題/領域番号 |
26287073
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
大串 研也 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (30455331)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 共鳴X線散乱 / イリジウム酸化物 |
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| 研究実績の概要 |
ポストペロブスカイト型イリジウム酸化物に対して、共鳴Ｘ線散乱実験研究を推進した。エネルギー領域は、2p軌道から5d軌道への遷移に対応するL吸収端であり、この吸収は双極子遷移であることに起因して大きな共鳴効果が存在する。その恩恵を受ける形で、軌道励起・磁気励起を観測することに成功した。軌道励起に関して配位子場理論により解析することで、イリジウムの5d軌道状態は、局所的な正方晶結晶場の影響により、スピン軌道相互作用が強い極限のJeff=1/2状態から修正を受けていることが判明した。磁気励起は、層状構造を反映して擬2次元的であるが、特にイリジウム八面体が稜共有で繋がるa軸方向には分散が小さく、頂点共有で繋がるc軸方向には大きな分散を示すことが分かった。こうした特徴は、稜共有方向に異方的な量子コンパス型相互作用が働き、頂点共有方向に等方的なハイゼンベルグ型相互作用が働くという、Jeff=1/2状態の超交換相互作用に関する理論の予言と合致する。一方で、稜共有方向への僅かな分散の存在は、稜共有方向にもハイゼンベルグ型相互作用の成分が有限であることを物語っている。これは、Jeff=1/2状態からの軌道状態の逸脱により発生したものであると考えられる。さらに、軌道励起・磁気励起に加えて、鋭いエキシトン的な励起を発見した。この起源は現段階では不明であるが、その解釈を第一原理計算の専門家と協働することで進めている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究課題は、おおむね当初の計画通りに進行している。ポストペロブスカイト型イリジウム酸化物の研究に関しては、ESRFの研究グループとの良好な関係のもと、ESRを含む他の実験プローブを適用する共同研究が進みつつある他、理論家との連携も強まっている。これまでに得られた研究成果について、2015年3月の物理学会でシンポジウム講演を行ったが、質疑応答や他講演の拝聴を通して、本研究課題で得られた成果が学問的に重要なものであることを確認することができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
ポストペロブスカイト型イリジウム酸化物の分光実験を継続するとともに、（アンチ）ポストペロブスカイト型化合物の物質探索研究を推進する。（アンチ）ポストペロブスカイト構造は稠密な構造であるため、高圧合成法を用いた戦略的な物質探索を推進する。得られた試料に対して、精密構造解析を実施し、電気的・磁気的・熱的物性を評価する。これらの物質合成と物性測定を相乗させた研究により、新奇な強相関電子物性の開拓を推進する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
所属機関の変更に伴い、研究計画の修正が必要となった。ヘリウムを使用する環境が整っていないため、寒剤を利用しなかった。そのため次年度使用額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
27年度に、寒剤を含む消耗品費として使用する。
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