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。

该研究的目的是使用高亮度X射线散射（RIX）观察高度相关的铜氧化物（例如高温超导体）的电子激发态，并使用高亮度同步辐射（RIX）来自Spring-8，并阐明电子结构。 1。在LA_2CUO_4中Ni取代的效果，众所周知，当铜氧化物高温超导体用不同的自旋尺寸代替Ni或Zn时，超导性迅速损失。与BCS超导体中的同位素作用一样，对替代效应的理解也很重要。先前关于NI替代作用的大多数研究都集中在Ni上是一种磁性杂质，但预计NI替代将对电子状态产生一定影响。这次，我们使用rix的元素选择性在y = 0.05和0.95下测量la_2cu_ <1-y> ni_yo_4，成功地提取了Ni周围的电子状态。 2。观察电荷顺序及其在侧面的激发状态共享一维链CA__ <2+χ> cu_5o_ <10> x = 1.5,1.67，产生了掺杂的孔或电荷顺序，被认为超过远程库仑能量的激发，这是电荷的起源，这是远距离的coulomb能量。该结果允许对包括远距离库仑能量在内的电子状态进行定量讨论。 3。使用SI晶体开发的光谱分析仪，使用（553）Si的分析仪为Cu的K吸收边缘制造并评估其性能。能量分辨率为450 MEV，与当前正在使用的GE（733）反射相同，但是由于具有2θ的散射角度较小的Si晶体可以在样品和检测器周围提供空间，因此可以预期将来在诸如椭圆计的实验中使用它。

项目成果

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

Charge excitations in high-Tc cuprates studied by resonant inelastic x-ray scattering

通过共振非弹性 X 射线散射研究高 Tc 铜酸盐中的电荷激发

• 发表时间: 2007
• 作者: 池内和彦;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;K. Ishii;Kenji Ishii
• 通讯作者: Kenji Ishii

Resonant x-ray magnetic diffraction experiment on SmB_2C_2

SmB_2C_2的共振X射线磁衍射实验

• 发表时间: 2007
• 期刊: J. Mag. Mag. Matter. 310,1
• 作者: T.Inami;T.Honma;S.Tsutsui;K.Indoh;H.Onodera;K.Ishii;K.Ohwada;K.Kuzushita;H.Nakao;Y.Murakami
• 通讯作者: Y.Murakami

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