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Ti K及びBa L$$_{3}$$吸収端におけるBaTiO$$_{3}$$の共鳴X線発光

Resonant X-ray emission at Ti K and Ba L$$_{3}$$ edges in BaTiO$$_{3}$$

吉井 賢資 ; 米田 安宏  ; Jarrige, I.*; 鈴木 知史 ; 伊藤 嘉昭*; 吉門 新三*; 福島 整*

Yoshii, Kenji; Yoneda, Yasuhiro; Jarrige, I.*; Suzuki, Chikashi; Ito, Yoshiaki*; Yoshikado, Shinzo*; Fukushima, Sei*

強誘電体BaTiO$$_{3}$$の電子状態を観測するため、Ba-L$$_{3}$$及びTi-K吸収端において放射光共鳴発光測定を行った。Ba吸収端において、共鳴発光を用いた部分蛍光法による吸収スペクトルをキュリー点上下で測定した。過去の文献では、温度によりスペクトルに違いが見られ、それによりこの物質の相転移起源について示唆がなされた。しかし本研究では、温度を変えてもスペクトルはほとんど変化しなかった。よって、スペクトル変化の存在の有無については、今後さらに検討が必要である。Ti-K吸収端での測定からは、Tiの共鳴発光ピークは吸収端近傍でそのエネルギーは一定であった。これは通常元素分析で用いられる蛍光過程によるものであり、励起された電子が速やかに非局在化することを示す。非局在化はTiのp及びd軌道で起こっており、Ti-Oの強い混成によって軌道が遍歴的になっていることを示す。この結果は、BaTiO$$_{3}$$の強誘電性がTi-Oの強い混成による歪みに由来することを示すものであり、過去の理論計算などと定性的に一致する。

We have observed the electronic structures of ferroelectric BaTiO$$_{3}$$ by means of resonant X-ray emission spectroscopy (RXES) at Ba-L$$_{3}$$ and Ti-K edges. High- resolution X-ray absorption spectra using RXES at Ba-L$$_{3}$$ edge showed no temperature dependence below and above the Curie temperature. This result is different from the previous data, in which the change of spectral shape suggested the displasive mechanism. Thus, a careful reexamination is needed in future. The RXES measurements at Ti-K edge showed the presence of fluorescence peak only, indicating that the excited electron is raplidly delocalied. This suggests the strong covalency between Ti and O and is consistent with the previously proposed mechanism of the ferroelectricity.

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