放射光X線共鳴非弾性散乱による銅酸化物高温超伝導体の電荷ダイナミクス

使用同步加速器 X 射线共振非弹性散射研究铜酸盐高温超导体中的电荷动力学

• 批准号: 18740220
• 负责人: 石井 賢司
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Japan Atomic Energy Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18740220/
• 关键词: X線散乱; 非弾性散乱; 超伝導; 電荷秩序; 強相関電子系; 電荷励起; 放射線、X線、粒子線; 超伝導材料・素子; 物性実験

SPring-8からの高輝度放射光を用いた共鳴非弾性X線散乱(Resonant Inelastic X-ray Scattering,RIXS)という新しい分光法により、高温超伝導体をなどの強相関銅酸化物の電子励起状態を観測し、その電子構造を解明することを目的として研究を行った。1.La_2CuO_4におけるNi置換効果銅酸化物高温超伝導体は、Cuサイトをスピンの大きさの異なるNiやZnで置換すると急速に超伝導が失われることが知られている。BCS超伝導体における同位体効果と同様、置換効果の理解は重要である。これまでのNi置換効果の研究の多くはNiを磁性不純物として着目したものであったが、Ni置換は電子状態にも何らかの影響があると予想される。今回、RIXSの元素選択性を利用しLa_2Cu_<1-y>Ni_yO_4のy=0.05と0.95の測定を行うことで、Ni周りの電子状態を抽出することに成功した。2.辺共有一次元鎖Ca_<2+χ>Cu_5O_<10>における電荷秩序とその励起状態の観測ドープされたホールか電荷秩序を起こしているx=1.5,1.67において、電荷秩序の起源である長距離クーロンエネルギーを越えるものと考えられる励起が観測できた。この結果から、長距離クーロンエネルギーを含めた定量的な電子状態の議論が可能になる。3.Si結晶を使った分光アナライザー開発CuのK吸収端用としてSiの(553)反射を用いたアナライザーを作製し、性能の評価を行った。エネルギー分解能は現在使用しているGeの(733)反射を用いたものと同程度の450meVであったが、散乱角2θが小さいSi結晶では試料や検出器周りに空間が確保できるので、今後、偏光解析などの実験での利用が期待できる。

SPring-8 is a high-brightness radioactive light source. It uses Resonant Inelastic X-ray scattering (RIXS) to measure the electron excitation state of strongly correlated cuprates in high-temperature superconductors and to elucidate their electronic structure. 1. Ni substitution of La_2CuO_4 results in Cu acid high temperature superconductivity, Cu substitution, Ni substitution and rapid superconductivity loss. It is important to understand the identity and substitution effects of BCS superconductors. A study on the effect of Ni substitution on magnetic impurities; In this paper, the element selectivity of RIXS was successfully determined by <1-y>y=0.05 and 0.95 of La_2Cu_yO_4 and Ni_(2 +). 2. There is one dimensional lock Ca_&lt;2+χ&gt;Cu_5O_(2 +)<10>, x=1.5,1.67, and the origin of the charge order is long distance. The results of this study include quantitative discussion of electronic states at long distances. 3. Si crystal is used for spectroscopic analysis and development of Cu K absorption terminal. Si (553) reflection is used for spectroscopic analysis and performance evaluation. In addition, the polarization resolution can be used to ensure the space of the sample and detector. In the future, the polarization resolution can be expected to be used to the same extent as 450meV and the scattering angle of 2θ.

项目成果

Local spin ordering in the antiferromagnetic as well as paramagnetic LaMnO3 phase revealed by polarized spin-selected 1s→3d absorption spectra

• DOI: 10.1103/physrevb.73.134405
• 发表时间: 2006-04-01
• 期刊: PHYSICAL REVIEW B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Hayashi, H;Sato, A;Garg, KB
• 通讯作者: Garg, KB

Momentum dependent charge excitations of two-leg ladder: resonant inelastic x-ray scattering of (La, Sr, Ca)_<14> Cu_<24>O_<41>

两腿梯子的动量相关电荷激发：(La, Sr, Ca)_<14> Cu_<24>O_<41> 的共振非弹性 X 射线散射

• 发表时间: 2007
• 期刊: Physical Review B 76
• 作者: K. Ishii;K. Tsutsui;T. Tohyama;T. Inami;J. Mizuki;Y. Murakami;Y. Endoh;S. Maekawa;K. Kudo;Y. Koike;and K. Kumagai
• 通讯作者: and K. Kumagai

軌道秩序系バナジウム酸化物の共鳴非弾性X線散乱

轨道有序氧化钒的共振非弹性 X 射线散射

• 发表时间: 2008
• 作者: 池内和彦;Ignace Jarrige;佐藤智宏;石井賢司;稲見俊哉;水木純一郎;備前大輔;村上洋一;宮坂茂樹;藤岡淳;十倉好紀
• 通讯作者: 十倉好紀

Ni置換La2CuO4の共鳴非弾性X線散乱

Ni取代La2CuO4的共振非弹性X射线散射

• 发表时间: 2008
• 作者: 石井賢司;池内和彦;ジャリッジ・イニアス;水木純一郎;その他
• 通讯作者: その他

Polarized SSXANES study of spin ordering in ferromagnetic and paramagnetic phases of La_<1.2>Sr_<1.65>Ca_<0.15>Mn_2O_7

La_<1.2>Sr_<1.65>Ca_<0.15>Mn_2O_7铁磁相和顺磁相自旋排序的偏振SSXANES研究

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 320
• 作者: K. B. Garg;Hisashi Hayashi;A. Sato;T. Azumi;Y. Udagawa;Kenji Ishii;Toshiya Inami;and T. Chatterji
• 通讯作者: and T. Chatterji