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重い電子系化合物における４ｆ電子混成効果の偏光制御角度分解光電子分光による解明

使用偏振控制角分辨光电子能谱阐明重电子化合物中的 4f 电子杂化效应

基本信息

批准号：
16J00314
负责人：
中谷泰博
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J00314/
关键词：
重い電子系化合物 4f 電子混成光電子分光 X線吸収分光希土類化合物

项目摘要

4f 軌道が不完全殻の系の中に, f 電子間の強いクーロン反発 (電子相関) により, 超伝導や磁気秩序などの特異な物性が発現する強相関希土類化合物が多く見られる. これらの物性の解明を行うために, 我々は 4f 電子が 1 つとなる配置に近い Ce 化合物を対象として, 4f 電子と伝導電子の混成 (c-f 混成) 効果を実空間・波数空間の両面から解明し, その電子状態を調べる研究を行っている. 本年度は, 低温で超伝導を示し, 大きな電子比熱を持ち, 異方的な磁性を示す CeNi2Ge2 に対して重点的に研究を行った.c-f 混成によって形成される, 有効質量と電子密度の大きい状態 (重い準粒子状態) を観測するために, 角度分解光電子分光 (ARPES) を行った. 我々はすでに CeNi2Ge2 において重い準粒子状態を観測していたが, 測定対象を全ての波数空間に広げた. その結果, 重い準粒子状態は波数空間の限定的な部分 (Heavy spot) で形成されていることを明らかにした. Heavy spot は電子密度が大きいことを意味するため, 超伝導状態を形成するためのクーパー対の形成に関わると考えられる. さらに, Heavy spot 同士を結ぶ波数ベクトルは, CeNi2Ge2 の中性子散乱実験で報告されている反強磁性波数ベクトルと対応することが分かった. このことから, CeNi2Ge2 の超伝導には, スピン揺らぎが関わっている可能性が高いと結論付けられる. このように, 重い電子系化合物の超伝導には, Heavy spot の観測が重要な手がかりを与えることが分かった.また, この研究は他の Ce 化合物にも適用を始めており, 強相関希土類化合物の研究に道筋をつけつつあるといえる.

In the incomplete shell system of 4f orbitals, the strong interaction between f electrons (electron correlation), superconductivity, magnetic order, and special physical properties are found in many strongly correlated rare earth compounds. The physical properties of these compounds are explained in detail. The 4f electrons are arranged in close proximity to Ce compounds. The 4f electrons are connected to the conduction electrons. The hybrid (c-f hybrid) effect is studied in space and wave number space. This year, we will study the formation of c-f hybrid, the measurement of mass electron density and the measurement of angle resolution photoelectron spectroscopy (ARPES). We measure the quasi-particle state of CeNi2Ge2 in the whole wave space. As a result, the Heavy quasiparticle state is formed in a heavy spot defined by the wavenumber space. Heavy spot electron density is high, which means that the formation of superconductivity is related to the formation of superconductivity. In addition, the Heavy spot structure wave number of CeNi2Ge2 is reported to be antiferromagnetic wave number. CeNi2Ge2 superconductivity is highly probable, and the conclusion is that CeNi2Ge2 superconductivity is highly probable, and CeNi2Ge2 superconductivity is highly probable. The superconductivity of heavy electron compounds is very important. The research on Ce compounds is applicable to the study of rare earth compounds with strong correlation.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Circular dichroism in resonant angle-resolved photoemission spectra of LaNi2Ge2

LaNi2Ge2 共振角分辨光电发射光谱中的圆二色性

DOI：
10.1016/j.elspec.2017.01.008
发表时间：
2017
期刊：
Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena
影响因子：
1.9
作者：
Nakatani Y.;Aratani H.;Fujiwara H.;Mori T.;Tsuruta A.;Tachibana S.;Yamaguchi T.;Kiss T.;Yamasaki A.;Yasui A.;Yamagami H.;Miyawaki J.;Ebihara T.;Saitoh Y.;Sekiyama A.;Y. Nakatani et al.
通讯作者：
Y. Nakatani et al.

軟X 線角度分解光電子分光で観測した CeNi2Ge2 の波数依存重い準粒子状態と磁気相関との関係

软X射线角分辨光电子能谱观测到的CeNi2Ge2波数依赖重准粒子态与磁相关关系

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nakatani Y.;Aratani H.;Fujiwara H.;Mori T.;Tsuruta A.;Tachibana S.;Yamaguchi T.;Kiss T.;Yamasaki A.;Yasui A.;Yamagami H.;Miyawaki J.;Ebihara T.;Saitoh Y.;Sekiyama A.;Y. Nakatani et al.;中谷泰博他
通讯作者：
中谷泰博他

偏光制御X 線電子分光による重い電子系化合物 CeNi2Ge2 の 4f 軌道対称性

偏振控制X射线电子能谱测定重电子化合物CeNi2Ge2的4f轨道对称性

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nakatani Y.;Aratani H.;Fujiwara H.;Mori T.;Tsuruta A.;Tachibana S.;Yamaguchi T.;Kiss T.;Yamasaki A.;Yasui A.;Yamagami H.;Miyawaki J.;Ebihara T.;Saitoh Y.;Sekiyama A.;Y. Nakatani et al.;中谷泰博他;中谷泰博他
通讯作者：
中谷泰博他

Momentum-dependent heavy fermionic electronic structures of CeNi2Ge2 probed by 3D soft X-ray ARPES

通过 3D 软 X 射线 ARPES 探测 CeNi2Ge2 的动量依赖性重费米子电子结构

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nakatani Y.;Aratani H.;Fujiwara H.;Mori T.;Tsuruta A.;Tachibana S.;Yamaguchi T.;Kiss T.;Yamasaki A.;Yasui A.;Yamagami H.;Miyawaki J.;Ebihara T.;Saitoh Y.;Sekiyama A.;Y. Nakatani et al.;中谷泰博他;中谷泰博他;Y. Nakatani et al.
通讯作者：
Y. Nakatani et al.