強相関電子系の共鳴非弾性X線散乱測定

Resonant inelastic X-ray scattering in strongly correlated electron systems

石井 賢司; 筒井 健二*; 遠藤 康夫*; 遠山 貴己*; 稲見 俊哉; 大和田 謙二; 葛下 かおり*; Hoesch, M.; 坪田 雅己; 水木 純一郎; 村上 洋一; 前川 禎通*; 増井 孝彦*; 田島 節子*; 山田 和芳*

Ishii, Kenji; Tsutsui, Kenji*; Endo, Yasuo*; Toyama, Takami*; Inami, Toshiya; Owada, Kenji; Kuzushita, Kaori*; Hoesch, M.; Tsubota, Masami; Mizuki, Junichiro; Murakami, Yoichi; Maekawa, Sadamichi*; Masui, Takahiko*; Tajima, Setsuko*; Yamada, Kazuyoshi*

これまでに測定を行ってきた高温超伝導体NdCeCuOとYBaCuOについて発表する。モット絶縁体であるNdCuO、YBaCuOでは、2eV付近にMottギャップを越える励起(正確には、Zhang-RiceバンドからCuの上部Hubbardバンドへの励起)に対応するピークが見られた。この励起の重心は、ゾーン中心からゾーン端に向けて高エネルギー側にシフトしていき、方向の分散に比べて方向の分散が大きい。電子ドープされたNdCeCuOでは、ギャップ間に上部Hubbardバンドでのバンド内励起と考えられる新たな励起が現れ、直線的な分散を持ちゾーン端で幅が広がる。一方、ホールドープされたYBaCuOには2種類のCuサイトが存在し、それぞれCuO面,CuO鎖を形成している。励起の運動量依存性から両者のモットギャップを越える励起を分離し、その定量的な解析からCuO鎖のギャップの大きさがCuO面に比べて小さいことを明らかにすることができた。

Resonant inelastic X-ray scattering studies on high- superconductors NdCeCuO and YBaCuO are presented. In NdCuO and YBaCuO, which are Mott insulators, an excitation across the Mott gap is observed around 2 eV. The spectral weight of this excitation shifts to higher energy with increasing the momentum transfer and the dispersion of the excitation is larger along the direction than the direction. An intraband excitation in the upper Hubbard band emerges in the spectra of electron-doped NdCeCuO. As a function of the momentum transfer in the CuO plane, the excitation shifts to higher energy up to 2-2.5 eV at the zone boundary, accompanied by an increase of the spectral width. On the other hand, excitations from two inequivalent Cu sites in hole-doped YBaCuO are distinguished by the momentum dependence and the Mott gap of the CuO chain site is found to be much smaller than that of the CuO plane site.