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高分解能共鳴逆光電子分光によるホールをドープしたMott絶縁体の非占有電子状態

通过高分辨率共振反光电子能谱研究空穴掺杂莫特绝缘体的未占据电子态

基本信息

批准号：
15740224
负责人：
樋口透
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

ペロブスカイト型酸化物LaTiO_3は、d^1電子系のMott絶縁体である。La^<3+>サイトにSr^<2+>を置換(La_<1-x>Sr_xTiO_3)するで、Mott絶縁体から金属へ転移する。この絶縁体-金属(I-M)転移の臨界濃度は、x=0.05であり、これ以下の濃度では、系のランダムネスによる局在効果や磁気秩序が存在する。I-M転移の出現は、キャリア数の変化ではなく、その有効質量の増大に現れ、κやγはI-M転移に向けて、臨界的に増大する。これは、I-M転移における電子相関(U_<dd>)の寄与を示唆している。本研究では、逆光電子分光の高分解能化を図り、La_<1-x>Sr_xTiO_3のI-M転移近傍の非占有電子状態を研究した。逆光電子分光の高分解能化を実現するに当たり、軟X線発光分光器の回折格子の改良と検知器の改良を試みた。回折格子は、幅広いエネルギー領域をカバーするために不等間隔平面回折格子を設置した。これらの改良により、100eVの電子エネルギーにて200meVの高分解能を実現した。次に、LaTiO_3単結晶を用いて逆光電子分光測定を行い、E_Fより約2eV付近にTi3d軌道から形成されるUpper-Hubbard bandの存在を確認した。E_F直上には、絶縁体特有のエネルギーギャップが形成されていることも明らかにした。金属相になると、Upper-Hubbard bandの強度は増加する。これは、ホールとして導入されたSrがTiサイトに置換されていることを示唆している。さらに、E_F上に準粒子バンドが形成され、金属特有のFermi面の存在が確認された。Upper-Hubbard bandは、電子相関の大きさを反映するが、絶縁体・金属相共にエネルギー位置は変化せず、バンド幅の変化のみが観測された。以上の結果は、Dynamical-mean-field-theory (DMFT)による計算結果と一致する。

Mott insulator of LaTiO_3 and d^1 electron system La^<3+> Sr^<2+> substitution (La_<1-x>Sr_xTiO_3), Mott insulator or metal substitution. The critical concentration of the insulator-metal (I-M) transition is x=0.05, and the following concentrations are found to be responsible for the existence of a magnetic order. I-M shift occurs, changes in the number of particles, increases in the mass of particles, increases in the number of particles, and increases in the critical mass of particles. The electron correlation (U_ ) and the electron correlation (U_ ) of the I-M shift <dd>are discussed. In this paper, the high resolution energy of La_<1-x>Sr_xTiO_3 and the non-occupied electron state near the I-M transition are studied. In order to realize the high resolution energy of backlight electron spectroscopy, the improvement of folding grid of soft X-ray emission spectrometer and the improvement of detector are tried. Back to the grid, width, height, width, width This improved system enables 100eV electron generation and 200meV high resolution energy. In addition, LaTiO_3 single crystal was determined by back-light electron spectroscopy. The existence of the Upper-Hubbard band was confirmed by the formation of the Ti3d orbital near the 2eV. E_F is directly above, and the body is unique to the formation of the body. The intensity of metal phase and Upper-Hubbard band increases. This is the first time I've ever seen a woman in my life. In addition, the formation of quasi-particles on E_F and the existence of metal-specific Fermi planes have been confirmed. Upper-Hubbard band, electron-related large scale reflection, insulation, metal phase, phase change, phase change, phase change These results are consistent with those of Dynamical-mean-field-theory (DMFT).