Theoretical study of resonant inelastic X-ray scattering spectrum in the Hubbard ladder

ハバード梯子格子の共鳴非弾性X線散乱スペクトルの理論的研究

筒井 健二; 遠山 貴己*; 前川 禎通*

Tsutsui, Kenji; Toyama, Takami*; Maekawa, Sadamichi*

梯子格子系銅酸化物の銅K吸収端共鳴非弾性X線散乱スペクトルを、数値的厳密対角化法を用いて計算した。これまでに梯子格子系における散乱スペクトルの運動量依存性に、基底状態におけるスピン・シングレット状態の形成状態と関係していることが示唆された。一方で梯子の対角方向に沿ったホールの飛び移りの符号により、スピン・シングレット状態の形成強度が劇的に変化することが明らかになっている。そこで本研究では共鳴非弾性X線散乱スペクトルの形状とスピン・シングレット状態の関係をより明確にするために、梯子の対角方向に沿ったホールの飛び移りを加えてスペクトルの変化を調べた。その結果、実際に状態とスペクトルが関係することを明らかにした。

The spectra of the Cu -edge Resonant inelastic X-ray scattering on the ladder cuprates are calculated by using the exact diagonalization method. So far it has been suggested that the momentum-dependence of the spectra on the ladder system is related with the formation of the spin singlet in the ground state. It has also revealed that the stabilization of the spin singlet strongly depends on the sign of the diagonal hopping of holes. In this study, in order to clarify the relationship between the spectra and the formation of the singlet state, the dependence of the spectra on the diagonal hopping of holes is examined. We find that the feature of the spectra is actually changed by the hopping and conclude that the resonant inelastic X-ray scattering can reveal the formation of the spin singlet state in the ladder system.