遷移金属酸化物の電子励起状態の理論

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遷移金属酸化物の電子状態及び電子物性を理解しコントロールするには、電子の内部自由度であるスピン・電荷・軌道に基づく素励起を明らかにするとともに、それらを観測するための新しい観測方法の確立が重要である。特に近年著しい進展を遂げている放射光を利用したX線共鳴散乱法に注目が集まっている。当研究は、理論的にこれらの素励起の性質を明らかにするとともに、このような新しい観測方法によりどのような研究が可能かを追求することを目的とした。すでに、光電子分光実験の精度が著しく改良され、この方法を用いて得られる電子状態に対する情報が大変豊富になってきている。我々は角度分解光電子分光法を用いた強相関電子系の電子状態の研究に必要な観測理論を構築し、特に銅酸化物の電子状態について様々な情報を蓄積してきた。当研究において、角度分解光電子分光スペクトルを通して素励起の特徴を引き出すとともに、共鳴非弾性X線散乱法(RIXS)を用いてこれらの素励起を観測する理論を完成させた。特に、銅酸化物において、K及びL吸収端に注目し、それぞれに対応する共鳴非弾性X線散乱法では、モット・ギャップの分散数及び3d状態間の遷移が検出できる。-現在、当理論を用いて、種々の銅酸化物に対するK及びL吸収端共鳴非弾性X線散乱実験の解析が日本及びアメリカで進行中である。これにより、銅酸化物のモット・ギャップの性質が明らかになるとともに、電子ドープ系とホールドープ系の高温超伝導体の相違についての知見が得られるものと思われる。