2008 Fiscal Year Annual Research Report
超高分解能光電子分光による巨大磁気抵抗マンガン酸化物の研究
Project/Area Number |
07F07038
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
高橋 隆 Tohoku University, 原子分子材料科学高等研究機構, 教授
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
QIAN Tian 東北大学, 大学院・理学研究科, 外国人特別研究員
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Keywords | 角度分解光電子分光 / 遷移金属酸化物 / 強相関電子系 |
Research Abstract |
本年度は、巨大磁気抵抗を示すマンガン酸化物La_<2-2x>Sr_<1+2x>Mn_2O_7と、関連物質で、ハーフメタルとして知られる一次元酸化物NaV_2O_4について、高分解能角度分解光電子分光実験を行い、フェルミ面やバンド分散の励起光依存性と温度依存性を詳細に調べた。 マンガン酸化物については、東北大学の超高分解能光電子分高装置を用いた実験ととともに、放射光において可変励起光を用いて、角度分解光電子分光実験を行った。その結果、スペクトルに明確なフェルミ端を観測し、さらにフェルミ準位に近づく明確なバンド分散を観測した。これらは、試料の低温における金属的性質と良く一致する。観測したバンド分散から見積もったフェルミ波数は、理論計算の予測と良い一致を示した。これらのバルク試料を用いた実験と並行して、壁かいする事が困難な試料の実験を行うために、マンガン酸化物の薄膜単結晶を育成するパルスレーザー堆積装置の建設と、その超高分解能光電子分光装置への接続を行い、in-situ薄膜ARPESシステムを構築した。 マンガン酸化物の研究と並行して、マンガン酸化物と類似した多くの興味深い物性を示すバナジウム酸化物NaV_2O_4の高分解能光電子分光実験を行った。光電子強度の励起光依存性と理論計算との比較から、光電子スペクトルのフェルミ準位上の構造をV3d軌道に帰属した。スペクトルの解析を行い、フェルミ準位近傍のスペクトル形状が一次元電子系特有のべき乗的振る舞いを示している事を見出した。更に、スペクトルの温度依存性から、べき係数αが特異な温度依存性を示す事を見いだした。これは磁気転移によるフェルミ準位近傍の電子構造の温度変化によるものと考えられ、理論的に提案されているハーフメタルモデルと良く一致する。また、フェルミ準位近傍の高分解能光電子分光を行い、一元的なバンド構造、フェルミ面の観測に成功した。
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Research Products
(3 results)