X線吸収分光・光電子分光による遷移金属酸化物の軌道状態の研究

利用 X 射线吸收光谱和光电子能谱研究过渡金属氧化物的轨道态

基本信息

批准号：
14038215
负责人：
溝川貴司
金额：
$ 0.64万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

層状perovskite型構造を持つルテニウム酸化物の軌道状態と格子歪みとの関係を非制限Hartree-Fock近似計算を用いて調べた。Ca_<2-x>Sr_xRuO_4では、Ca置換に伴って格子歪みが生じて軌道状態を変化させ、その軌道状態の変化が常磁性金属(Sr_2RuO_4)から反強磁性絶縁体(Ca_2RuO_4)への転移をもたらすことが予測された。また、Ru 4d電子間のクーロン相互作用は1.9eV程度であり、従来の予想に比べて小さいことが示唆された。この計算結果は、Physical Review B誌に掲載された。また、Ca_<2-x>Sr_xRuO_4の単結晶試料を光電子分光によって調べ、表面およびバルクの電子状態を明らかにした。価電子帯の光電子スペクトルを非制限Hartree-Fock近似計算より得られる状態密度と比較した。さらに、クーロン相互作用の2次摂動で得られる自己エネルギーを計算し、自己エネルギー補正によって実験結果をよりよく再現できることが明らかになった。三角格子を持つ層状コバルト酸化物Ca_3Co_4O_9の電子状態を光電子分光で調べた。Co 2P内殻および価電子帯の光電子スペクトルは、コバルトが低スピン状態をとることを示している。低スピン状態のCo^<3+>とCo^<4+>が三角格子上で電荷秩序する可能性を非制限Hartree-Fock近似計算によって調べ、その電荷秩序状態の状態密度と価電子帯の光電子スペクトルを比較した。また、クーロン相互作用の2次摂動で得られる自己エネルギーを計算し、自己エネルギー補正の効果を検討した。Ca_<2-x>Sr_xRuO_4およびCa_3Co_4O_9の光電子分光による研究成果は、平成15年3月の日本物理学会において発表する予定である。

使用无限的Hartree-fock近似计算研究了氧化四得到氧化丁烷型晶状体菌株与层状钙钛矿型结构之间的关系。在CA__ <2-x> sr_xruo_4中，晶格失真发生在CA替代时，导致轨道状态发生变化，并且可以预测，轨道状态的变化将导致从顺磁金属（SR_2RUO_4）过渡到抗Fiferromagagnetic Insulatorator（Ca__2ruo_4）。此外，RU 4D电子之间的库仑相互作用约为1.9 eV，表明它小于先前的预测。该计算的结果发表在杂志的物理评论中。此外，通过光电光谱检查检查了CA__ <2-x> sr_xruo_4的单个晶体样品，以阐明表面和体积的电子状态。比较价带的光电子光谱与通过无限的Hartree-Fock近似计算获得的状态密度进行了比较。此外，已经揭示了可以计算出库仑相互作用的二阶扰动获得的自能量，并且可以使用自我能源校正来更好地再现实验结果。通过光电光谱研究研究了带有三角形晶格的氧化钴CA_3CO_4O_9的电子状态。 CO 2P内壳和价带的光电子光谱表明钴的旋转状态低。比较了低旋转状态中的co^<3+>和CO^<4+>在三角晶格上充电的可能性通过无限的Hartree-fock近似计算进行了研究，并比较了Valence带的电荷有序状态和光电光谱的状态的密度。另外，计算了通过二阶扰动获得的自能量，并检查了自我能量校正的效果。 CA__ <2-X> SR_XRUO_4和CA_3CO_4O_9的光电光谱的结果将于2003年3月在日本物理学会上呈现。