放射光共鳴X線散乱法による軌道秩序相転移の臨界現象

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放射光を利用した共鳴X線散乱法(RXS)を用いて、軌道秩序相転移の研究を行ってきた。特に下記の系において、キャリア濃度やバンド幅などのパラメーターを変えたときの軌道秩序の安定性を調べた。1)ホールドープされた層状Mn酸化物における軌道秩序:Nd_<1-x>Sr_<1+x>MnO_4のx=0.67,0.75、という高ホール濃度領域における電荷・軌道秩序状態は、局在状態よりも正弦波的な遍歴状態をとっていることをRXSにより明らかにした。2)Mn酸化物軌道秩序に対するスピン秩序の影響:LaMnO_3においてスピン秩序転移点以下で、軌道状態の反位相ドメイン境界が生じることにより、軌道秩序の周期・相関長が変化していることをRXSにより発見した。3)Ti酸化物における金属絶縁体転移と軌道秩序:Y_<1-x>Ca_xTiO_3(x=0.38)の系に対して、その構造相転移を温度・圧力をパラメーターとして調べ、奔系での金属絶縁体転移と構造相転移の関係を明らかにした。4)Cuフッ化物軌道秩序に対するZn希釈効果:KCu_xZn_<1-x>F_3において軌道融解濃度を求め、それが2次元パーコレーション濃度と一致していることを発見した。また、RXS実験より、パーコレーション濃度直上の試料では、軌道状態のフラクタル構造が実現していることが示唆された。5)TbB_2C_2における軌道秩序:IV相とよばれる相における四極子秩序状態を明らかにし、他のDyB_2C_2やHoB_2C_2との比較から、四極子相互作用と磁気相互作用の競合を議論した。