高分解能光電子スペクトルにおけるバルク電子状態の寄与の定量的評価

定量评估体电子态在高分辨率光电子光谱中的贡献

• 批准号: 11740174
• 负责人: 関山 明
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11740174/
• 关键词: 光電子分光; 電子状態; バルク; 放射光; 強相関電子系; 近藤温度; 不純物アンダーソン模型; 状態密度; 平均自由行程; 近藤効果; ハバードモデル

物質中の伝導電子同士のクーロン反発が比較的強い、いわゆる強相関電子系の光電子スペクトルについて、どれだけ物質内部(バルク)の電子状態の情報が反映されているかを実験的に調べた。具体的には、近藤温度(T_K)が比較的高いCeNi、低いCeRu_2Si_2、著しく低いCeRu_2Ge_2について、実験室及び放射光実験施設において光電子スペクトルの励起エネルギー依存性をエネルギー高分解能で測定した。その結果、表面電子状態の寄与の強いCe4d-4f共鳴光電子分光ではCeRu_2Si_2とCeRu_2Ge_2のスペクトルの違いははっきりしないにもかかわらず、高エネルギーでバルク電子状態を強く反映する高分解能Ce3d-4f共鳴光電子スペクトルではフェルミ準位近傍でその形状が大きく異なった。これは我々が推進してきた高エネルギー励起光による高分解能光電子分光が物質の真の電子状態を探るのに非常に有力であり、将来的には従来広く行われてきた低エネルギー励起光による光電子分光にとって替わる可能性があることを示している。また、CeNiについてはスペクトルの温度変化を観測し、近藤温度が150K程度のCe化合物であれば不純物アンダーソン模型でCe4f電子状態は記述でき、スペクトルの温度変化もこの模型の予言に基づいている事を示す決定的な証拠をとらえた。また、遷移金属酸化物についても精力的に研究を進め、今年度はSr_<1-x>Ca_xVO_3のV2p-3d共鳴光電子分光、Sr_2RuO_4の高分解能光電子分光を行った。共鳴光電子分光ではフェルミ準位近傍は確かにV3d電子の寄与が大きい事を確認したと同時に、電荷移動サテライトと思われる大きな共鳴増大も別に発見した。この解析からSr_<1-x>Ca_xVO_3のスペクトルの違いはほとんど唯一V-O-V結合角の違いに依存すると結論づけることができた。

我们通过实验研究了材料（块体）内部电子态的信息有多少反映在所谓的强相关电子系统的光电子光谱中，其中材料中传导电子之间的库仑排斥力相对较强。具体来说，我们在实验室和同步加速器辐射实验装置中测量了具有较高近藤温度（T_K）的CeNi、CeRu_2Si_2和CeRu_2Ge_2的高能量分辨率光电子能谱的激发能量依赖性。因此，虽然表面电子态贡献较强的Ce4d-4f共振光电子能谱中CeRu_2Si_2和CeRu_2Ge_2的光谱差异并不明显，但高分辨率Ce3d-4f共振光电子能谱强烈反映了体电子态在高能量下，形状在费米能级附近显着不同。这意味着我们一直在推广的利用高能激发光的高分辨率光电子能谱对于探索材料的真实电子态非常有效，而未来利用低能激发光的光电子能谱已经被广泛应用。过去广泛使用的，将会被使用，这表明它可能会被取代。此外，对于CeNi，我们观察了光谱中的温度变化，发现对于近藤温度约为150 K的Ce化合物，Ce4f电子态可以用杂质安德森模型来描述，并且温度变化在频谱也是基于该模型的预测，我们已经捕获了确凿的证据。我们也在积极研究过渡金属氧化物，今年我们进行了Sr_<1-x>Ca_xVO_3的V2p-3d共振光电子能谱和Sr_2RuO_4的高分辨率光电子能谱。共振光电子能谱证实了V3d电子在费米能级附近的贡献确实很大，同时我们还发现了一个很大的共振增强，被认为是电荷转移卫星。从该分析可以得出结论，Sr_<1-x>Ca_xVO_3 光谱的差异几乎完全取决于V-O-V键角的差异。

项目成果

H.Harada: "Temperature dependence of the Yb 4f spectra in Yb_4Bi_3probed by photoemission spectroscopy"J.Phys.Soc.Jpn.. 68. 2844-2847 (1999)

H.Harada：“通过光电子能谱探测 Yb_4Bi_3 中 Yb 4f 光谱的温度依赖性”J.Phys.Soc.Jpn.. 68. 2844-2847 (1999)

A.Sekiyama: "Bulk-sensitive high-resolution Ce 3d-4f resonance photoemission study of CeNiSn and CePdSn"J.Electron,Spectrosc.Relat.Phenom.. (発表予定). (2001)

A.Sekiyama：“CeNiSn 和 CePdSn 的体敏感高分辨率 Ce 3d-4f 共振光发射研究”J.Electron,Spectrosc.Relat.Phenom..（待提交）。

T.Iwasaki : "Resonance photoemission study of CePtP"Physica B. 281-2. 105-107 (2000)

T.Iwasaki：“CePtP 的共振光发射研究”Physica B. 281-2。

A.Sekkiyama : "Effect of a crystalline electric field on photoemission spectra of CeB6"Physica B. 281-2. 550-552 (2000)

A.Sekkiyama：“晶体电场对 CeB6 光电发射光谱的影响”Physica B. 281-2。

A.,Sekiyama: "Bulk 4f Electronic States of Ce-Based Heavy Fermion System Probed by High -Resolution Resonance Photoemission"J.Phts.Soc.Jpn.. 69. 2771-2774 (2000)

A.,Sekiyama：“通过高分辨率共振光电发射探测 Ce 基重费米子系统的体 4f 电子态”J.Phts.Soc.Jpn.. 69. 2771-2774 (2000)