多自由度相関系の強磁場電子物性とX線分光

多自由度相关系统的高场电子特性和X射线光谱

• 批准号: 20030001
• 负责人: 石原 純夫
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tohoku 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20030001/
• 关键词: 強磁場; 相関電子系; 軌道自由度; X線分光; スピン状態; 磁気転移; 磁性誘電体; 強相関電子系; 物性理論; 光物性; 磁性; 放射線、X線、粒子線

[1]多自由度相関系におけるスピン分極軌道状態:ペロフスカイト型チタン酸化物RTio3(R=La,Y等)では、ホール・ドーピングによる金属絶縁体転移や相境界近傍の異常金属状態に多くの興味がもたれている。特にスピンが分極した状態の軌道状態については、軌道自由度がもつ高い対称性のために新規な軌道状態が期待されている。我々は強磁場下や強磁性状態においてスピンが完全に分極したt_^<2g>軌道模型について、量子モンテカルロ法を用いた数値計算を行うことで有限温度の軌道状態について解析を行った。感受率の温度変化や軌道一重項相関関数の解析から、低温でギャップを持った軌道状態が実現している可能性を指摘した。[2]スピン自由度を有する強相関系におけるスピン転移と相分離:ペロフスカイト型コバルト酸化物R_<1-x>A_xCo0_3はそのコバルトイオンにおいてスピン状態の自由度とそれらの間の転移を示す物質として多くの実験、理論研究がなされている。Co^<3+>では(t_<2g>)^6の低スピン状態(LS)、(t_<2g>)^5(e_g)^1の中間スピン状態(IS)ならびに(t_<2g>)^4(e_g)^2の高スピン状態(HS)の3つのスピン状態を取ることが可能である。La_<1-x>Sr_xCo0_3のx=0の低温ではLS状態が、x>0.25でHS強磁性金属状態が実現する。その中間のキャリアー濃度でスピングラスや相分離状態が小角中性子散乱やNMR等により見出されている。我々は多軌道ハバード模型におけるスピン転移と相分離について理論的に解析を行った。変分モンテカルロ法を用いた解析の結果、x=0でLSバンド絶縁体が実現するパラメータ領域においてキャリアーを導入すると、高ホール濃度領域でHS強磁性状態が実現すること、またその中間領域で相分離状態のエネルギーが一様状態のそれより低くなることを見出した。また磁化のキャリアー濃度依存性が単純なrigidバンド模型から予想されるそれより顕著であることが明らかとなり、これは実験結果とコンシステントであることが見出された。この相分離はLSバンド絶縁体とHS強磁性金属との共存状態であり、AバンドとBバンドのバンド幅が異なることに起因する。このような状態に磁場を印加することでスピン自由度間相分離を起こすホール濃度領域が減少することを見出した。

[1] many degrees of freedom that masato is に お け る ス ピ ン polar orbit state: ペ ロ フ ス カ イ ト type チ タ ン acidification content RTio3 (R = La, Y, etc.) で は, ホ ー ル · ド ー ピ ン グ に よ る metal never try body planning phase shift や realm nearly alongside の abnormal state of metal に more く の tumblers が も た れ て い る. Special に ス ピ ン が points very し た の track state に つ い て は, orbital degrees of freedom が も つ high い said sex seaborne の た め に new rules な orbit state が expect さ れ て い る. I 々 は や under strong magnetic field is strong magnetic state に お い て ス ピ ン が completely に points very し た t_ ^ < > 2 g orbit model に つ い て, quantum モ ン テ カ ル を ロ method with い た line the numerical calculation を う こ と で finite temperature の orbit state に つ い analytical line を っ て た. Susceptibility の temperature variations change や rail phase 1 heavy masato masato number の parsing か ら, low temperature で ギ ャ ッ プ を hold っ た orbit state が be presently し て い る possibility を blame し た. [2] ス ピ ン freedom を have す る masato is strong phase に お け る ス ピ ン planning move と phase separation: ペ ロ フ ス カ イ ト type コ バ ル ト acidification content R_ < 1 - x > A_xCo0_3 は そ の コ バ ル ト イ オ ン に お い て ス ピ ン state の freedom と そ れ ら の の between planning move を す substances in と し て more く の be 験, theoretical research が な さ れ て い る. Co ^ < 3 + > で は t_ (< 2 > g) ^ 6 low の ス ピ ン state (LS), t_ (< 2 > g) 5 (e_g) ^ ^ 1 の middle ス ピ ン state (IS) な ら び に t_ (< 2 > g) ^ 4 (e_g) ^ 2 high の ス ピ ン state (HS) の 3 つ の ス ピ ン state を take る こ と が may で あ る. La_ < 1 - x > Sr_xCo0_3 の x = 0 の cryogenic で は が LS state, x > 0.25 で HS of strong magnetic metal が be presently す る. そ の middle の キ ャ リ ア ー concentration で ス ピ ン グ ラ ス や separate state が temper in the small Angle scattered や NMR etc に よ り shows さ れ て い る. I 々 は orbit more ハ バ ー ド model に お け る ス ピ ン planning move と phase separation に つ い に analytic を line っ て theory た. - points モ ン テ カ ル を ロ method with い た parsing の results, x = 0 で LS バ ン ド never try body が be presently す る パ ラ メ ー タ field に お い て キ ャ リ ア ー を import す る と, high ホ ー ル で HS concentration field of strong magnetic が be presently す る こ と, ま た そ の intermediate state で phase separation field の エ ネ ル ギ ー が a others state の そ れ よ り low く な る こ と を See exit た. ま た magnetization の キ ャ リ ア ー concentration dependence が 単 pure な it rigid バ ン ド model か ら to think さ れ る そ れ よ り 顕 the で あ る こ と が Ming ら か と な り, こ れ は be 験 results と コ ン シ ス テ ン ト で あ る こ と が shows さ れ た. こ の phase separation は LS バ ン ド never try body と HS strong magnetic metal と の coexistence で あ り, A バ ン ド と B バ ン ド の バ ン ド が different picture な る こ と に cause す る. こ の よ う な を Inca state に magnetic field す る こ と で ス ピ ン phase separation between freedom を up こ す ホ ー ル が reduce concentration field す る こ と を shows し た.

项目成果

電荷秩序による電気分極と電気磁気効果-新規な誘電体層状鉄酸化物-

电荷排序引起的电极化和电磁效应 - 新型介电层状氧化铁 -

• 发表时间: 2009
• 期刊: 日本物理学会誌 64
• 作者: 石原純夫;那須譲治
• 通讯作者: 那須譲治

Spin state transition and phase separation in a multiorbital Hubbard model

多轨道哈伯德模型中的自旋态转变和相分离

• 发表时间: 2009
• 期刊: Phys. Rev. B
• 作者: R. Suzuki;T. Watanabe and S. Ishihara
• 通讯作者: T. Watanabe and S. Ishihara

Magneto-dielectric phenomena in charge and spin frustrated system of Iayered iron oxide

层状氧化铁的电荷和自旋受挫体系中的磁介电现象

• 发表时间: 2008
• 期刊: Phys. Rev. B 77
• 作者: Takahiro Morimoto;Yasuhiro Hatsugai;Hideo Aoki;K.Okunishi;M. Naka
• 通讯作者: M. Naka

Polarization Dependence of Resonant Inelastic Scattering Spectroscopy in Correlated Electron Systems

相关电子系统中共振非弹性散射光谱的偏振依赖性

• 发表时间: 2008
• 期刊: Jour. Phys. Chem. Sol 69
• 作者: 宇沢弘文;細田裕子編;室田 武;Kenji Ohoyama;室田 武;Eiichi Matsuoka;岡部 明子(広井 良典編);間宮陽介 翻訳;Takahiro Onimaru;間宮陽介 翻訳;S. Ishihara
• 通讯作者: S. Ishihara

Numerical study of t_<2g> orbital system with ferromagnetic polarization

铁磁极化t_<2g>轨道系统的数值研究

• 发表时间: 2008
• 期刊: Phys. Rev. B 78
• 作者: Masanobu Wakasa;Tomoaki Yago;Atom Hamasaki;T. Tanaka
• 通讯作者: T. Tanaka