高分解能X線非弾性散乱を用いた相転移に関する電子励起の観測

使用高分辨率 X 射线非弹性散射观察与相变相关的电子激发

基本信息

批准号：
15740228
负责人：
筒井智嗣
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Japan Synchrotron Radiation Research Institute
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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

项目摘要

高輝度のX線が得られる第3世代放射光源の出現により、他の放射光実験に比べて相対信号強度が弱いX線非弾性散乱でも、物性研究の1つのプローブとして、様々な物質に適応できるようになってきた。わが国の第3世代放射光施設であるSPring-8は高エネルギーで高輝度のX線が得られる点が世界中の他の施設と比較して優位である。本研究では、SPring-8の特徴を生かした研究として硬X線領域でmeVオーダーのエネルギー分解能を持つ高分解能非弾性散乱と高エネルギーX線でバルク敏感な磁性を測定できる磁気コンプトン散乱という2種類のX線非弾性散乱を用いた物性研究を進めてきた。高分解能非弾性散乱を用いたフォノンの分散に関しては、主として高温超伝導化合物の光学モードのソフト化が、超伝導を示す化合物においてゾーン・バウンダリで共通の現象として観測されることが明らかとなった。本研究では、meVエネルギー分解能の非弾性散乱を用いた電子励起、特に近年注目されている軌道秩序に関する励起の観測を試みたが、現状の分光器ではフォノン以外の励起としてX線非弾性散乱で期待される電子励起を直接観測することはできなかった。また、スピン・モーメントの直接観測が可能な磁気コンプトン散乱を用いて、メタ磁性転移に関する研究を行なった。遍歴強磁性体のUCoAlのメタ磁性転移には、ウランの5f電子のスピン・モーメント以外に、コバルトの3d電子のスピン・モーメントも関わっていることを明らかにした。

随着第三代同步子辐射源的出现，这些辐射源提供了高发光X射线，甚至X射线非弹性散射，其相对信号强度比其他同步辐射实验的相对信号强度较弱，现在可以将各种材料作为对物理特性研究的探测。日本第三代同步辐射设施Spring-8比世界其他设施具有优势，因为它提供了高能量和高亮度X射线。在这项研究中，我们使用两种类型的X射线非弹性散射进行了物理性能研究，这是对弹簧-8的特征，高分辨率的非弹性散射，并在硬X射线区域中的MEV顺序和磁性综合散射的能量分辨率和磁性Compton散射，这可以测量具有高质量X射线的体积敏感的磁性。关于使用高分辨率非弹性散射的声子的分散，已经表明，高温超导化合物的光学模式的软化主要是在表现出超导性的化合物中的区域边界中的一种共同现象。在这项研究中，我们试图在MEV能量分辨率下使用非弹性散射观察到电子激发，尤其是轨道顺序的激发，近年来一直引起人们的注意，但是使用当前的光谱仪，无法直接观察到X射线弹性散射预期的电子激发作为激发。此外，使用磁性综合散射进行了元磁过渡的研究，该散射可以直接观察自旋矩。据透露，除了铀的5F电子的自旋力矩外，钴3D电子的自旋矩还参与了UCOAL的元磁过渡，即一种遗产铁磁物质。