多重項動的平均場を考慮したＸ線分光理論解析枠組の新規構築と強相関電子系への応用

考虑多重动态平均场的X射线能谱理论分析框架的新构建及其在强相关电子系统中的应用

• 批准号: 14J11952
• 负责人: 播木 敦
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J11952/
• 关键词: 強相関電子系; 光電子分光; 動的平均場理論; 遷移金属化合物; 光物性; 物性理論

本研究は，3d遷移金属化合物などの強相関電子系に対する内殻X線分光実験で近年観測されているスペクトル微細構造の定量解析から，微視的電子状態に関する新規知見を獲得しうる理論解析枠組の構築を目標としている．この枠組みは現実的な結晶構造のもとで動的平均場（DMF）を考慮するもので，従来のスペクトル解析に用いられてきたクラスタ模型などの不純物模型では考慮できなかった，物性に直結する多電子状態を有効的に取り込んだ解析ができることが大きな特徴である．今年度は（１）新規枠組を用いて，応用よりの物質の内殻X線光電子分光（XPS）の解析を進めつつ，（２）共鳴X線発光分光（RXES）など種々の分光過程で観測されている微細構造解析に枠組を適用した．（１）巨大磁気抵抗や多彩なスピン・軌道・電荷秩序を示すことで知られるLa1-xSrxMnO3（LSMO）のMn 2p XPSでは，キャリアドーピングや温度変化に敏感な主ピーク微細構造が観測されている．DMFを考慮した枠組でこの主ピーク構造を解析し，LSMOが示す軌道・スピン秩序との関係を微視的立場から初めて明らかにした．この成果は，Mn 2p XPS が長距離秩序のパターンやMn間のスピン・軌道の相関を調べる有効な手段となることを示す意義があるものと考える．また，前年度に引き続きスピンクロスオーバー現象で知られるLaCoO3のCo 2p XPSの解析を進め，終状態における非局所電荷移動遮蔽がCo間のスピン状態に強く依存することを見出し，Co 2p XPS がスピン状態を調べる有効な手法になることを提案した．（２）LSMOや3d遷移金属酸化物の典型物質である NiOやCoOに対する高分解能RXES（L端）実験スペクトルを新規枠組で定量的に再現し，RXES過程においても従来の一不純物模型では考慮できない 3d バンドの効果が本質的に重要であることを示した.

は this study, a 3 d migration metal compounds な ど の strong phase masato an electronics に す seaborne る inner X-ray spectroscopic be 験 で 観 さ measurement in recent years れ て い る ス ペ ク ト ル fine-structure の quantitative analytic か ら, electronic micro visual に masato す る new rules knowledge を get し う る theory analytical 枠 group の build を target と し て い る. こ の 枠 group み は presently be な crystal structure の も と で moving average field (DMF) を consider す る も の で, 従 to の ス ペ ク ト ル parsing に with い ら れ て き た ク ラ ス タ model な ど の impurity content model で は consider で き な か っ た, property に straight knot す る electronic state を has more に take sharper り 込 ん だ parsing が で き る こ と が big き な, 徴 で あ る. Our は "(1) the new rules を 枠 group with い て, 応 with よ り の material の inner X-ray photoelectron spectroscopic (XPS) analytical を の め つ つ, (2) resonance X-ray 発 light spectral (RXES) な ど kind 々 の spectral process で 観 measuring さ れ て い る fine structure parsing に 枠 を set し た. (1) giant magnetic 気 resistance や colorful な ス ピ を ン, orbit, charge order and shown す こ と で know ら れ る La1 - xSrxMnO3 (LSMO) の Mn 2 p XPS で は, キ ャ リ ア ド ー ピ ン グ や is sensitive to temperature variations change に な main ピ ー ク fine-structure が 観 measuring さ れ て い る. DMF を consider し た 枠 group で こ の main ピ ー ク tectonic analytical し を LSMO が す in orbit, ス ピ ン order と の masato is を micro visual position か ら early め て Ming ら か に し た. は こ の achievements, Mn 2 p XPS が long order の パ タ ー ン や between Mn の ス ピ ン, orbital の phase masato を adjustable べ る have sharper な means と な る こ と を す significance in が あ る も の と exam え る. ま た, before the annual に き 続 き ス ピ ン ク ロ ス オ ー バ で ー phenomenon known ら れ る LaCoO3 の Co 2 p XPS の parsing を め, final state に お け る of charge by the mobile shelter が Co between の ス ピ ン strong state に く dependent す る こ と を see し, Co 2p XPS がスピ を state を adjustment べる effective な technique になる とを とを proposal た た. (2) the LSMO や 3 d migration metal acidification の typical substances で あ る NiO や CoO に す seaborne る high decomposition can RXES (L) be 験 ス ペ ク ト ル を new rules で quantitative に reappear し 枠 group, RXES process に お い て も 従 の one impurity content models で は consider で き な い 3 d バ ン ド の unseen fruit essence が に important で あ る こ と を shown し た.

项目成果

硬X線光電子分光でみたAサイト規則化ペロブスカイト酸化物CaCu3B4O12 (B=Ti～Co)の電子状態

硬X射线光电子能谱观察A位有序钙钛矿氧化物CaCu3B4O12 (B=Ti~Co)的电子态

• 发表时间: 2014
• 作者: 森 道康;O.P.Sushkov，前川禎通;Y. Hattori and S. G. Llewellyn Smith;K. Motegi;田沼慶忠，林正彦，田仲由喜夫;丸山丈博，小山岳秀，上山藤乃，上田光一，水戸毅，光田暁弘，喜舎場英吾，杉島正樹，和田裕文;Wataru Koshibae and Naoto Nagaosa;Naoya Takahashi and Yuji Hattori;K. Motegi and K. Sakai;林正彦;小椎八重航，永長直人;Yuji Hattori and Yasuhide Fukumoto;水牧仁一朗，播木敦，魚住孝幸，齊藤高志，島川祐一
• 通讯作者: 水牧仁一朗，播木敦，魚住孝幸，齊藤高志，島川祐一

Co 2p 内殻 X 線光電子分光の非局所構造に注目した Co 化合物のスピン状態の理論研究

聚焦Co 2p核非局域结构的Co化合物自旋态理论研究X射线光电子能谱

• 发表时间: 2015
• 作者: Ikuya Yamada;Mikiko Ochi;Masaichiro Mizumaki;Atsushi Hariki;Takayuki Uozumi;Ryoji Takahashi;and Tetsuo Irifune;Atsushi Hariki and Takayuki Uozumi;Atsushi HARIKI and Takayuki UOZUMI;播木敦，魚住孝幸;播木敦，魚住孝幸
• 通讯作者: 播木敦，魚住孝幸

New theoretical framework for core-level spectroscopy based on dynamical mean-field theory and its application to 3d systems

基于动态平均场理论的核心级光谱学新理论框架及其在3d系统中的应用

• 发表时间: 2014
• 作者: Ikuya Yamada;Mikiko Ochi;Masaichiro Mizumaki;Atsushi Hariki;Takayuki Uozumi;Ryoji Takahashi;and Tetsuo Irifune;Atsushi Hariki and Takayuki Uozumi;Atsushi HARIKI and Takayuki UOZUMI;播木敦，魚住孝幸;播木敦，魚住孝幸;Atsushi HARIKI and Takayuki UOZUMI;Atsushi HARIKI and Takayuki UOZUMI;Atsushi HARIKI and Takayuki UOZUMI;播木敦，魚住孝幸;齊藤高志，播木敦，魚住孝幸，張守宝，島川祐一;山中彬弘，播木敦，井辺洋平，魚住孝幸;佐藤仁，R. Awabaikeli，長崎俊樹，伊賀文俊，石井克弥，和田徹，林健人，三村功次郎，安斎太陽，市木勝也，播木敦，上田茂 典，島田賢也，近藤晃弘，金道浩一，高畠敏郎，生天目博文，谷口雅樹;Atsushi HARIKI and Takayuki UOZUMI;山中彬弘，播木敦，魚住孝幸;魚住孝幸，播木敦;水牧仁一朗，播木敦，魚住孝幸，齊藤高志，島川祐一;Atsushi HARIKI and Takayuki UOZUMI;Atsushi HARIKI and Takayuki UOZUMI;Atsushi HARIKI and Takayuki UOZUMI
• 通讯作者: Atsushi HARIKI and Takayuki UOZUMI

Theoretical Study on Electronic Structure of La2-xSrxCuO4 and Nd2-xCexCuO4 by Means of Cu 2p Core-Level Photoemission Spectroscopy

Cu 2p核级光电发射光谱理论研究La2-xSrxCuO4和Nd2-xCexCuO4电子结构

• 发表时间: 2014
• 作者: Yoshihiro Yura;Hideki Takayasu;Kazuyuki Nakamura;Misako Takayasu;服部裕司;K. Motegi;A. Hariki and T. Uozumi
• 通讯作者: A. Hariki and T. Uozumi

Dynamical mean-filed approach to core-level X-ray photoemission spectroscopy for transition metal compounds

过渡金属化合物核心级 X 射线光电子能谱的动态平均场方法

• 发表时间: 2015
• 作者: Ikuya Yamada;Mikiko Ochi;Masaichiro Mizumaki;Atsushi Hariki;Takayuki Uozumi;Ryoji Takahashi;and Tetsuo Irifune;Atsushi Hariki and Takayuki Uozumi;Atsushi HARIKI and Takayuki UOZUMI;播木敦，魚住孝幸;播木敦，魚住孝幸;Atsushi HARIKI and Takayuki UOZUMI
• 通讯作者: Atsushi HARIKI and Takayuki UOZUMI