Probing the Ba 5d states in BaTiO and BaSO; A Resonant X-ray emission study at the Ba-L edge

BaTiOとBaSOのBa 5d軌道の観測; Ba-L吸収端における共鳴X線発光

吉井 賢資  ; Jarrige, I.; 松村 大樹   ; 西畑 保雄; 鈴木 知史 ; 伊藤 嘉昭*; 向山 毅*; 杤尾 達紀*; 篠塚 寛志*; 福島 整*

Yoshii, Kenji; Jarrige, I.; Matsumura, Daiju; Nishihata, Yasuo; Suzuki, Chikashi; Ito, Yoshiaki*; Mukoyama, Takeshi*; Tochio, Tatsunori*; Shinotsuka, Hiroshi*; Fukushima, Sei*

強誘電体BaTiOのBaイオンの電子状態を共鳴X線発光とそれを利用した部分蛍光法X線吸収分光法により調べ、結果を強誘電体ではないBaSOと比較した。共鳴X線発光スペクトルでは、両者ともBa 5d軌道は局在しているという結果が得られた。一方、部分蛍光法X線吸収スペクトルには、BaTiOのみ、Ba 5dとO 2pとの混成が観測された。すなわち、この物質ではTi-Oの混成が強誘電性に重要とされてきたが、Ba-Oの混成も何らかの役割を果たしている可能性が示唆された。

We have directly probed the Ba 5d states in the ferroelectric BaTiO by resonant X-ray emission spectroscopy (RXES) and X-ray absorption spectroscopy in the partial fluorescence mode (PFY-XAS) at the Ba-L edge. The results are compared with those of the non-ferroelectric barium sulfate BaSO. While the RXES spectra point to a localized character for the Ba 5d states in both compounds, the main peak of the PFY-XAS spectrum is found to be significantly broader for BaTiO than for BaSO. On the basis of band structure calculations, this broadening is ascribed to strong hybridization between the unoccupied Ba 5d and O 2p states in the ferroelectric phase. This suggests that the hybridization between the conduction states of the Ba and O ions, and not only Ti and O, plays some roles in the occurrence of ferroelectricity in BaTiO.