放射光X線散乱による遷移金属酸化物に対する時間分解励起スペクトルの理論

使用同步加速器 X 射线散射的过渡金属氧化物时间分辨激发光谱理论

基本信息

批准号：
22K03500
负责人：
筒井健二
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Institutes for Quantum Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

時間分解ラマン散乱や時間分解共鳴非弾性X線散乱等により超高速スピン・ダイナミクスの情報が得られるようになってきた．反強磁性モット絶縁体に対してもこれらポンプ・プローブ法が適用され，それぞれ２マグノン励起やスピン励起に関する興味深い現象，例えば光照射後のスペクトル強度変化などが観測され始めている．本研究では，二次元正方格子モット絶縁体における光励起非平衡状態での２マグノン励起スペクトルおよびスピン励起スペクトルをハバード模型の有限サイズ系に対する数値的厳密対角化法に基づく大規模数値計算より調べた．その結果２マグノン励起スペクトルおよびスピン励起スペクトルどちらも，ポンプ光が吸収スペクトルの吸収端に対応するエネルギーの時に，平衡状態での励起よりも低いエネルギーの励起が現れること，そしてスピン励起ではそれらが異方的な励起となっていることを見いだした．このような特徴を持った光励起非平衡状態でのスペクトルの起源を探るために，ポンプ光照射後の波動関数を正方格子の対称性表現により分類することによって励起スペクトルを調べた．その結果，1光子吸収状態に対応するE表現の状態が低エネルギー励起に寄与していることが明らかとなった．そしてその状態の中でも，ホロン・ダブロン対のエキシトン的な状態である1光子吸収端の状態がこの低エネルギーの励起スペクトル強度の増加に重要な役割を果たしていることが分かった．この成果は論文として発表し，国内外の会議で招待講演などで報告した．

通过时间分辨拉曼散射和时间分辨共振非弹性 X 射线散射，可以获得有关超快自旋动力学的信息。这些泵浦探针方法也已应用于反铁磁莫特绝缘体，并且已经开始观察到与双磁振子激发和自旋激发相关的有趣现象，例如光照射后光谱强度的变化。在这项研究中，我们通过基于有限尺寸精确数值对角化方法的大规模数值计算，研究了二维方晶格莫特绝缘体中光激发非平衡态下的双磁振子激发谱和自旋激发谱。哈伯德模型系统．结果，在2磁振子激发光谱和自旋激发光谱中，当泵浦光具有与吸收光谱的吸收边相对应的能量时，会出现比平衡态激发能量低的激发，而在自旋激发激励，它们是不同的，我们发现激励是有方向性的。为了探索具有这种特性的光激发非平衡态光谱的起源，我们通过使用方形晶格的对称表达式对泵浦光照射后的波函数进行分类来研究激发光谱。结果表明，E表示中对应于单光子吸收态的状态有助于低能量激发。在这些态中，我们发现单光子吸收边缘态，即完整-双布隆对的类激子态，在增加这种低能激发光谱的强度方面起着重要作用。该成果以论文形式发表，并在国内外会议上作为特邀报告。