一次元系および梯子系銅酸化物の電子状態と励起スペクトル

一维和梯形铜酸盐的电子态和激发光谱

基本信息

批准号：
09740276
负责人：
遠山貴巳
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

第一に、コーナー共有型の銅・酸素鎖を持つ銅酸化物絶縁体において、超交換相互作用の大きさが系の次元性に強く依存しているという実験事実に注目した。この原因を微視的な観点から明らかにすることは、電子状態の特徴を解明することにつながるからである。一次元物質の超交換相互作用は二次元物質の約二倍、梯子系の横木方向の超交換相互作用は足方向の約半分というのが実験から得られている特徴となっている。銅酸化物を支配する各種パラメー夕のなかでも、銅3d軌道と酸素2p軌道の間の電子の飛び移りエネルギーや、酸素2p軌道間のそれに超交換相互作用の次元・物質依存性を生じさせる起源があることを系統的かつ詳細な電子状態の研究から明らかにした。その要点は、結晶構造に起因する静電的マーデルングポテンシャルが、銅3d軌道や、酸素2p軌道に関係した電子遷移に大きな寄与を及ぼすということである。この結果は、銅酸化物の電子状態におけるマーデルングポテンシャルの重要性を示唆している。第二に、昨年度行なったスピン励起にギャップを持つ一次元銅酸化物の低エネルギー励起の研究を発展させるため、梯子格子系がスピンギャップを持つ事に注目してその絶縁体状態における一粒子励起スペクトルを調べた。一次元の場合と同様、スピンギャップの存在のために準粒子が存在することは以前から知られていた。本研究では、スピンギャップのもう一つの効果として、スペクトル強度もスピンギャップの存在に敏感であることを示した。スピンギャップの起源がd波RVB状態となっていることが重要であり、高温超伝導体との接点を明らかにすることが今後の課題である。その他、梯子格子系の電子状態と相分離の関係やストライプ構造の安定性に関する研究も行った。

首先，我们集中于一个实验事实，即在具有转角共享铜氧链的铜氧化物绝缘子中，superexchange相互作用的大小很大程度上取决于系统的尺寸。这是因为从微观角度阐明原因会导致阐明电子状态的特征。实验的特征是，一维材料的超换交互作用约为二维材料的两倍，跨树方向上梯子系统的甲级换次相互作用约为步行方向的一半。在管理氧化铜的各种参数中，铜3D轨道和氧气2P轨道之间的电子跳跃能的起源以及氧气2P轨道轨道之间的层次交互的尺寸和材料依赖性通过了系统的电子状态和详细的电子状态揭示。关键点是，由晶体结构引起的静电狂电位对与铜3D轨道和氧2p轨道相关的电子过渡产生了重大贡献。该结果表明，马尔德隆电位在铜氧化物的电子状态中的重要性。其次，为了开发对一维铜氧化物的低能量激发研究的研究，并在去年进行的自旋激发中的间隙进行了缝隙，我们专注于梯形晶格系统中的自旋间隙，并研究了其绝缘体状态的单个颗粒激发光谱。就像在一维情况下一样，由于存在自旋间隙的存在，已经知道存在准粒子。在这项研究中，自旋间隙的另一个效果是光谱强度也对自旋间隙的存在敏感。重要的是，自旋差距在D-WAVE RVB状态下，未来的挑战是阐明与高温超导体的接触点。此外，我们还研究了电子状态与梯子晶格系统的相位分离与条纹结构的稳定性之间的关系。