強相関電子系における軌道秩序-パイロクロア型モリブデン酸化物の電気相図-

强相关电子系统中的轨道顺序-烧绿石型氧化钼的电相图-

• 批准号: 03F03776
• 负责人: 十倉 好紀
• 金额: $ 0.26万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03F03776/
• 关键词: パイロクロア型モリブデン酸化物; 軌道縮退型モット絶縁体; スピン・カイラリティー; 異常ホール効果; 磁気光学効果; カー効果; コヒーレント・インコヒーレント転移; バンド幅制御型金属絶縁体転移

スピン・カイラリティーによって異常なホール効果が見出されているパイロクロア型モリブデン酸化物R_2Mo_2O_7において、(1)軌道縮退型モット転移のメカニズム解明を目的とした金属絶縁体転移近傍における伝導特性・光学特性の測定、(2)スピン・カイラリテイーに起因した磁気光学効果の実証を行った。(1)の研究においては、希土類元素Rを置換することでバンド幅を系統的に変化させてモット転移を制御するが、R=Ho, Dy, Gd, Sm, Nd塩で抵抗測定および光学スペクトルの詳細な測定を行った。その結果、低温金属領域では準粒子のコヒーレント性に由来するスペクトル構造が観測された。またR=Gd塩付近で量子相転移的な金属絶縁体転移を起こし、温度が上昇するにつれて絶縁体・金属性の相違が薄れていき、インコヒーレント的な電子状態に連続的に移っていくことを光学スペクトル測定から明らかにした。また、R=Gd_<1-x>Ca_x(Gd^<3+>Ca^<2+>)の混晶系において、軌道縮退型モット絶縁体におけるキャリアードープ効果を調べた。その結果、X=0.1付近で金属絶縁体転移を起こし、極めて狭い伝導バンドが形成されることを明らかにした。(2)の研究においては、Nd_2Mo_2O_7の磁気光学効果(カー効果)を測定した。その結果、バンド内遷移のエネルギー領域において、伝導電子系のスピン・カイラリテイーに起因した磁気光学効果を発見した。これは電気伝導測定による異常ホール効果とも関連した効果であり、スピン・カイラリテイーを有しないGd_2Mo_2O_7における比較実験からも、スピン・カイラリテイーに由来する効果であることを実証した。

在烧绿石型氧化钼R_2Mo_2O_7中，由于其自​​旋手性而发现了不寻常的霍尔效应，（1）我们研究了金属-绝缘体转变附近的传导和光学性质，旨在阐明轨道机制简并莫特跃迁；（2）我们证明了自旋手性引起的磁光效应。在(1)的研究中，通过替换稀土元素R来系统地改变带宽来控制莫特跃迁，并进行了详细的测量。结果，在低温金属区域观察到源自准粒子相干性的光谱结构。此外，在R=Gd盐附近会发生类似于量子相变的金属-绝缘体转变，并且随着温度升高，绝缘体和金属性质之间的差异逐渐消失，并且状态不断转变为非相干电子态。来自光谱测量。我们还研究了R=Gd_<1-x>Ca_x(Gd^<3+>Ca^<2+>)混合晶系中轨道简并莫特绝缘体的载流子掺杂效应。结果表明，在X=0.1附近发生金属-绝缘体转变，形成极窄的导带。在研究(2)中，测量了Nd_2Mo_2O_7的磁光效应(克尔效应)。结果，我们发现了带内跃迁能量区中传导电子系统的自旋手性引起的磁光效应。这种效应与电导测量所测得的反常霍尔效应有关，而对不具有自旋手性的Gd_2Mo_2O_7进行的对比实验也证明这是一种源自自旋手性的效应。