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内殻励起状態の第一原理計算法の開発とX線分光スペクトルへの適用

内壳层激发态第一性原理计算方法的发展及其在X射线光谱中的应用

基本信息

批准号：
19019001
负责人：
五十嵐潤一
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Ibaraki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

内殻励起スペクトルの第一原理計算の確立をめざして、内殻正孔ポテンシャルの遮蔽効果を研究し以下の成果を得た。1. X線光電子分光(XPS)スペクトルの第一原理計算プログラムの開発をすすめた。今年度はプログラムの改良を進め、前年度のFeの計算に引き続き、強磁性CoおよびNi 3s内殻XPSスペクトルの解析を行い、実験結果をよく説明した。この方法の特徴は、光電子の生成により内殻正孔ができたときのポテンシャルのもとで、1電子波動関数をバンド計算により求め、その結果をもとに電子分布を変えることで励起状態を構成し、内殻正孔のない1電子波動関数との重なり積分を計算することにより、XPSスペクトルを求める点にある。内殻正孔1個を含むスーパーセルを用いたAPW法によりバンド計算を行い、波動関数を求める。この成功により、多くの内殻XPSスペクトルの第一原理計算への道が開けたと考えられる。2. 軌道秩序を示す典型物質であるLaMnO3のMn-K吸収端近傍における共鳴非弾性X線散乱(RIXS)スペクトルをTight-binding模型を用いて詳しく解析し、その入射エネルギー及び偏光依存性の全容を解明した。中間状態に存在する正孔ポテンシャルを遮蔽するためにMn 3d電子による電荷励起が形成され、終状態に残る。基底状態はハートレーフォック近似に基づき、電荷励起に対しては乱雑位相近似(RPA)を用いて電子相関を取り扱った。従来考えられていた4p-3dクーロン相互作用によるorbiton励起によるスペクトルの解釈の誤りを正し、実験結果をよく説明した。この研究成果により、第一原理計算の有力な方法であるGW近似法を用いた計算への道筋がつけられた。

The first principle calculation of the inner shell excitation is established, and the shielding effect of the inner shell excitation is studied. 1. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) is a first-principles computational method for the development of X-ray photoelectron spectroscopy. This year, the improvement of the structure of iron, the calculation of iron in the previous year, the analysis of ferromagnetic Co and Ni 3s inner shell XPS, and the results are described. This method is characterized by the formation of photoelectrons in the inner shell positive hole, the calculation of electron ratio, the calculation of electron distribution, the excitation state, the formation of photoelectrons in the inner shell positive hole, the calculation of electron ratio, the calculation of electron integral, and the calculation of XPS. 1 hole in the inner shell is included in the APW method. The first principle calculation method of the inner shell XPS is used to calculate the inner shell XPS. 2. The orbital order of typical materials such as LaMnO3 near the Mn-K absorption end of the resonance independent X-ray scattering (RIXS) spectrum is analyzed in detail using the Tight-binding model, and the incidence and polarization dependence of the total content are explained. In the intermediate state, there is a positive hole in the hole, and the Mn 3d electron is excited. Base state approximation, charge excitation, phase approximation (RPA), electron correlation The 4p-3d interaction is described in detail below. The results of this research are presented in this paper. The first principle calculation method is used to calculate the road tendon.