遷移金属化合物における共鳴非弾性X線散乱の理論

Theory of resonant inelastic X-ray scattering in transition-metal compounds

野村 拓司; 五十嵐 潤一*; 高橋 学*

Nomura, Takuji; Igarashi, Junichi*; Takahashi, Manabu*

最近、高輝度放射光を利用することにより、遷移金属化合物などのいわゆる相関の強い電子系における電子励起スペクトルが観測されている。特に、硬X線領域での遷移金属吸収端における共鳴非弾性X線散乱(RIXS)実験により、光子の波数変化に依存した励起スペクトルが観測されている。本稿では、最近著者たちによって作られたRIXSの微視的理論を解説する。そこでは、散乱スペクトルが遷移金属電子の動的密度相関関数に関係付けられることが重要である。幾つかの遷移金属酸化物で観測されているスペクトルの形状及びその波数依存性が半定量的に説明される。

Recently, electronic excitation spectra have been observed in strongly correlated electron systems such as transition-metal compounds, by utilizing the highly brilliant synchrotron radiation. Among them, momentum dependent excitation spectra are observed in resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) experiments at the transition-metal absorption -edge in the hard X-ray regime. The microscopic theory of RIXS constructed recently by the present authors is explained. An essential point is that RIXS spectrum is closely related to the dynamical density correlation function of correlated transition-metal electrons. Spectral shapes and momentum dependence observed in several transition-metaloxides are semiquantitatively explained.