遷移金属化合物におけるX線吸収端近傍微細構造およびその磁気円二色性の第一原理計算

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本年度は、主にX線吸収端近傍微細構造(XANES)の磁気直線偏光二色性(MLD)や磁気円偏光二色性(MCD)を計算するためのプログラム開発を行った。まず、これまでの相対論配置間相互作用計算プログラムにおける多電子系ディラクハミルトニアンにZeeman項を加えて計算するルーチンを付け加えることにより、磁場を加えた場合の電子状態計算が可能なプログラムの開発を行った。このプログラムを用いてNiO中のNiについて、磁場中での多重項準位構造の計算を行ったところ、Zeeman効果による分裂が再現された。また、Zeeman分裂した時の最低エネルギー状態のみを遷移の初期状態としてNi L_<2,3>端におけるXANESを計算することにより、入射X線の偏光方向が磁場に平行か垂直かで異なるスペクトルが得られ、MLDが再現された。次にMCDの計算を可能にするために、相対論配置間相互作用計算によって得られた多電子波動関数を用いて入射光が円偏光の場合の吸収スペクトルを計算するためのプログラムを開発した。これを用いて、CrO_2について、同様にZeeman分裂した最低エネルギー状態を初期状態として、Cr L_<2,3>端におけるXANESの計算を行ったところ、光の入射方向が磁場に平行か反平行かによって異なるスペクトルが得られ、MCDが再現された。さらに、CO_2においては、磁場の方向によってMCDの符号が変化するという、特徴的なMCDの異方性が実験的に報告されているが、磁場の方向を変化させた計算を行うことにより、この特徴的な異方性を、パラメーターを一切用いることなく再現できることがわかった。