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Spectroscopic Studies on Mechanism of Metal-Insulator Transition of Titanium and Vanadium Oxides

钛、钒氧化物金属-绝缘体转变机理的光谱研究

基本信息

批准号：
17540329
负责人：
SATO Hitoshi
金额：
$ 1.54万
依托单位：
HIROSHIMA UNIVERSITY
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17540329/
关键词：
Metal-Insulator Transition Ti_2O_3 XAS LD 3d electron configuration Ti_20_3

项目摘要

Recently, Tanaka proposed a new unified model for a mechanism of Metal-Insulator Transition (MIT) for Ti_2O_3 and VO_2 [1]. In case of Ti_2O_3, MIT takes place around 450 K from an insulating phase at low temperatures to a metallic phase at high temperature phase. In his model, in accordance with MIT, a Ti 3d electron configuration of the Ti ion pair changes from (a_<1g>↑ ; a_<1g>↓) to (a_<1g>↑; e_g(π)↑) and this change leads to MIT of Ti_2O_3. The mechanism of MIT for VO_2 is also interpreted based on the same scenario. He also pointed out that such a change of the electronic configuration is clearly observed in the Ti 2p-3d x-ray absorption spectra and its linear dichroism (XAS/LD).In the present study, we have grown Ti_2O_3 single crystals and carried out the Ti 2p-3d XAS/LD experiments between 300 K (insulating phase) and 520 K (metallic phase) on the beamline BL14 of HiSOR, Hiroshima Synchrotron Radiation Center. The XAS spectra show a remarkable LD, reflecting an anisotropy of the Ti 3d states. The LD intensity at 520 K is reduced to 60 % relative to that at 300 K, which indicates a decrease of the anisotropy of the Ti 3d states. The multiplet analyses for the XAS/LD spectra give that (a_<1g>↑; a_<1g>↓) : (a_<1g>↑ ; e_g(π)↑) = 0.55:0.45, 0.15:0.85 at 520 and 300 K, respectively. The LD intensity changes only around MIT temperature, indicating that the change of the Ti 3d electronic configuration is related to MIT. These results support the MIT model proposed by Tanaka [1]. We have also found the change of the Ti 3d states from the O ls XAS spectra. In addition, the Ti 2p soft x-ray emission spectra exhibit an elastic peak only at metallic phase.[1] A. Tanaka, J. Phys. Soc. Jpn. 73, 152 (2004).

最近，Tanaka提出了一个新的统一模型，用于研究Ti_2O_3和VO_2的金属-绝缘体转变（MIT）机制[1]。在Ti_2O_3的情况下，MIT发生在450 K左右，从低温下的绝缘相到高温下的金属相。在他的模型中，根据MIT，Ti离子对的Ti 3d电子构型从（a_<1g>↑ ; a_<1g>↓）变为（a_<1g>↑; e_g（π）↑），这种变化导致Ti_2O_3的MIT。基于相同的假设，解释了MIT对VO_2的作用机理。我们生长了Ti_2O_3单晶，并在300 K下进行了Ti_2O_3的2 p-3d X射线吸收光谱和线性二向色性（XAS/LD）实验在希索，广岛同步辐射中心的光束线BL 14上，在520 K（绝缘相）和520 K（金属相）下进行。XAS光谱显示出显著的LD，反映了Ti 3d态的各向异性。520 K下的LD强度相对于300 K下的LD强度降低了60%，这表明Ti 3d态的各向异性降低。对XAS/LD谱的多重峰分析表明，在520和300 K时，（a <1g>↑; a ↓<1g>）：（a ↑<1g>; e_g（π）↑）分别为0.55：0.45，0.15：0.85。LD强度仅在MIT温度附近发生变化，表明Ti 3d电子组态的变化与MIT有关。这些结果支持了Tanaka [1]提出的MIT模型。我们还从O lsXAS谱中发现了Ti 3d态的变化。此外，Ti 2 p软X射线发射谱仅在金属相处表现出弹性峰。[1]A. Tanaka，J. Phys. Soc. Jpn. 73，152（2004）。

项目成果

期刊论文数量（19）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Spin state transition in LaCoO3 studied using soft x-ray absorption spectroscopy and magnetic circular dichroism

DOI：
10.1103/physrevlett.97.176405
发表时间：
2006-10-27
期刊：
PHYSICAL REVIEW LETTERS
影响因子：
8.6
作者：
Haverkort, M. W.;Hu, Z.;Tjeng, L. H.
通讯作者：
Tjeng, L. H.

Ti 3d orbital change across the metal-insulator transition in Ti_2O_3 : polarization-dependent soft x-ray absorption spectroscopy at Ti2p edge

Ti_2O_3 中金属-绝缘体跃迁的 Ti 3d 轨道变化：Ti2p 边缘的偏振相关软 X 射线吸收光谱

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Journal of the Physical Society of Japan 75・5
影响因子：
0
作者：
M. A. Mohamed;N. Inami;E. Shikoh;Y. Yamamoto;H. Hori;and A. Fujiwara;H.Sato 他12名
通讯作者：
H.Sato 他12名

Ti 2p soft x-ray emission spectroscopy of Ti2O3

Ti2O3 的 Ti 2p 软 X 射线发射光谱