共鳴非弾性X線散乱で見る強相関電子系物質の電子励起

Electronic excitations in strongly correlated electron systems studied by resonant inelastic X-ray scattering

石井 賢司

Ishii, Kenji

高温超伝導や巨大磁気抵抗効果を示す強相関電子系物質は現代の固体物理の重要な研究対象となっている。硬X線領域での共鳴非弾性X線散乱(RIXS)を用いて電子励起を観測することで、それらの電子状態を明らかにしようという研究が発展してきている。最近、筆者らが行ってきたモット絶縁体に電荷をドープして金属化したマンガン酸化物と銅酸化物のRIXSによる研究成果について紹介する。いずれの場合も、金属化してもモットギャップが残存しており、電子相関の影響が強く残っている。さらに、電子ドープ型銅酸化物においては、モットギャップ励起に加えて、上部ハバードバンドでのバンド内励起の分散関係も観測できている。

Strongly correlated electron systems are one of the most important issue in modern solid state physics, because they show interesting phenomena such as high- superconductivity and colossal magnetoresistance. Resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) technique in the hard X-ray regime has been developed to clarify their electronic structure. Our recent RIXS studies on metallic manganites and cuprates are described. The excitation across the Mott gap is observed even in the metallic phase and the electron correlation effect persists in the carrier-doped Mott insulators. In addition to the Mott gap excitation, the dispersion relation of the intraband excitation in the upper Hubbard band is successfully observed in the electron-doped cuprates.