Resonant inelastic X-ray scattering study of overdoped LaSrCuO

過剰ドープ領域LaSrCuOの共鳴非弾性X線散乱

脇本 秀一  ; Kim, Y.-J.*; Kim, H.*; Zhang, H.*; Gog, T.*; Birgeneau, R. J.*

Wakimoto, Shuichi; Kim, Y.-J.*; Kim, H.*; Zhang, H.*; Gog, T.*; Birgeneau, R. J.*

銅K吸収端を用いた共鳴非弾性X線散乱を過剰ドープ領域LaSrCuO(, )に対して初めて行った。低ホール濃度試料と同様に、8.992keVに電荷輸送励起を、8.998keVに分子軌道励起をそれぞれ観測した。低濃度試料との比較から、ホール濃度増加に伴い電荷輸送ギャップが単調増加し、母体物質であるLaCuOと比べて過剰ドープ試料のギャップは1eV程度大きいことがわかった。これはARPESの結果から予想される化学ポテンシャルの変化より大きく、バンドのエネルギー順位の変化がある可能性を示唆した。また、ホールをドープするにつれ、電荷輸送ギャップ内に現れる連続体的励起を、銅K吸収端共鳴非弾性X線散乱としては非常に高い分解能(0.13eV)を用いて、精密観測を行った。結果、過剰ドープ試料では、連続体励起上に新たなピークが存在することを示し、電子ドープ系などで観測されているバンド内励起がホールドープ系でも存在することが示唆された。

Resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) at the copper Kabsorption edge has been performed for heavily overdoped samplesof LaSrCuO with and . We have observed the chargetransfer and molecular orbital excitations which exhibit resonances at incident energies of and keV,respectively. From a comparison with previous results on undoped andoptimally-doped samples, we determine that the charge transfer excitation energy increases monotonically as doping increases. In addition, the -dependences of the RIXS spectral weight and absorption spectrum exhibit no clear peak at keV in contrast to results in the underdoped samples. The low-energy ( eV) continuum excitation intensity has been studied utilizing the high energy resolution of 0.13 eV (FWHM). A comparison of the RIXS profiles at and indicates that the continuum intensity exists even at in the overdoped samples, while it has been reported only at and for the sample. Furthermore, we also found an additional excitation on top of the continuum intensity at the and positions.