オ-ジェ価電子分光法による高温超伝導酸化物の局所電子構造、電子間相互作用の解析

[目的]価電子の関与したオ-ジェ電子分光スペクトルは、コア・ホ-ルが励起される原子の局所的な電子状態に関する知見を与える。この特徴は平均的な電子状態についての情報を与える光電子分光とは異なる。筆者らはこれまで、オ-ジェ価電子分光法により、酸化物超伝導体におけるCu3d電子の電子間相互作用、Uddの値をY系、La系酸化物について求め、その差異について検討した。(Physica C153-155(1988)149)今年度は、BiSrCaCuO系酸化物単結晶(2212,2201,Caド-プ2201相)についてCa原子に注目してその局所的配位と電子構造を調べた。[結果の概要]Bi系(2212)相では、CaはCuO_2面間にCa層として挿入されており、SrO層を形成しているSrとはその配位が異っている。従って(2201)相にCaをド-プした場合、Caがどの原子を置換あるいは、侵入型に入いるのか興味がある。オ-ジェスペクトルは290eV付近のCa〔2p 3p 3p〕、310eV付近のCa〔2p 3p V〕(V=4S)遷移について詳細に調べた。その結果、(2201)相にド-プされたCaでは2p準位のスピン軌道分裂が明瞭に観察されるのに対し、(2212)相中のCaではブロ-ドになりその構造が明瞭でない。また〔2p 3p V〕スペクトルの形状および強度においてもこの両者で大きな差が出た。特に(2201)相中のCaではこの価電子遷移へ信号が弱くなっている。この結果は、(2212)および(2201)相中のCaが純粋にはCa2+となっておらず、かつ、その電荷が、両者で異っていることを示唆している。更に詳細な研究を進めれば、Caの(2201)あるいは(2212)相内での配位あるいは電荷移動に関する情報を得ることができるものと思われる。

[目的]価電子の関与したオ-ジェ電子分光スペクトルは、コア・ホ-ルが励起される原子の局所的な電子状態に関する知見を与える。この特徴は平均的な電子状態についての情報を与える光電子分光とは異なる。筆者らはこれまで、オ-ジェ価電子分光法により、酸化物超伝導体におけるCu3d電子の電子間相互作用、Uddの値をY系、La系酸化物について求め、その差異について検討した。(Physica C153-155(1988)149)今年度は、BiSrCaCuO系酸化物単結晶(2212,2201,Caド-プ2201相)についてCa原子に注目してその局所的配位と電子構造を調べた。[結果の概要]Bi系(2212)相では、CaはCuO_2面間にCa層として挿入されており、SrO層を形成しているSrとはその配位が異っている。従って(2201)相にCaをド-プした場合、Caがどの原子を置換あるいは、侵入型に入いるのか興味がある。オ-ジェスペクトルは290eV付近のCa〔2p 3p 3p〕、310eV付近のCa〔2p 3p V〕(V=4S)遷移について詳細に調べた。その結果、(2201)相にド-プされたCaでは2p準位のスピン軌道分裂が明瞭に観察されるのに対し、(2212)相中のCaではブロ-ドになりその構造が明瞭でない。また〔2p 3p V〕スペクトルの形状および強度においてもこの両者で大きな差が出た。特に(2201)相中のCaではこの価電子遷移へ信号が弱くなっている。この結果は、(2212)および(2201)相中のCaが純粋にはCa2+となっておらず、かつ、その電荷が、両者で異っていることを示唆している。更に詳細な研究を進めれば、Caの(2201)あるいは(2212)相内での配位あるいは電荷移動に関する情報を得ることができるものと思われる。