軟X線内殻吸収線二色性による軽い遷移金属酸化物の軌道秩序の直接観察

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13440113
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 木村 昭夫 広島大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (00272534)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 島田 賢也 広島大学, 放射光科学研究センター, 助教授 (10284225) ; 生天目 博文 広島大学, 放射光科学研究センター, 教授 (10218050) ; 谷口 雅樹 広島大学, 大学院・理学研究科, 教授 (10126120) ; 伊賀 文俊 広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 助教授 (60192473) ; 佐藤 仁 広島大学, 大学院・理学研究科, 助手 (90243550)
• Keywords: 内殻吸収線二色性 / 放射光ビームライン / 直線偏光 / ペロブスカイト構造 / 遷移金属酸化物 / 軌道秩序 / 四楕円イメージ炉

Research Abstract

本研究の目的は、内殻吸収線二色性観測装置を設計・製作し、広島大学放射光科学研究センターの軟X線放射光ビームラインと組み合わせることにより,放射光の直線偏光性を利用した,内殻吸収線二色性観測に最適化したシステムを完成させる。本システムを利用して,チタンやバナジウムを含みペロブスカイト構造を持つ遷移金属酸化物について,直接的に遷移金属の3d軌道秩序の観測を行うことである。
また本研究では,良質な単結晶をイメージ炉を用いて作成し,放射光を用いた内殻吸収線二色性の観測によって軌道秩序そのものの有無を調べたり,温度依存性を観測することによって軌道秩序とスピン秩序との相関を調べることを目的としている。
本年度は,まず試料冷却用ヘリウムクライオスタットを備えた軟X線内殻吸収線二色性観測装置の整備を完了し,試料の温度を室温から10Kまで温度制御できかつ内殻吸収分光が行えるようになった。本年度に設備備品として購入した低速電子線回折装置(オージェ電子分光装置)を本観測装置に組み合わせて,表面清浄度の確認も行えるようにした。また,広島大学放射光科学研究センターで所有している軟X線ビームラインについても整備が終了した。その結果,入射光のエネルギーが400eV〜1000eVで毎秒10^s〜10^9光子数の分光した光を利用することが可能となった。このことで固体の内殻吸収分光が可能になった。開発した観測装置を組み合わせることによってすでに標準試料を用いた試験的な測定をすでに行っている。また,YTiO_3単結晶を現有の四楕円イメージ炉を用いて育成することに成功した。