Probing strongly correlated 4-orbital symmetry of the ground state in Yb compounds by linear dichroism in core-level photoemission

Yb化合物の内殻光電子二色性による基底状態における強相関4f軌道対称性の立証

森 健雄*; 北山 賢*; 金井 惟奈*; 内免 翔*; 藤原 秀紀*; 東谷 篤志*; 玉作 賢治*; 田中 新*; 寺嶋 健成*; 今田 真*; 保井 晃*; 斎藤 祐児  ; 山神 光平*; 矢野 昂平*; 松本 大樹*; 木須 孝幸*; 矢橋 牧名*; 石川 哲也*; 菅 滋正*; 大貫 惇睦*; 海老原 孝雄*; 関山 明*

Mori, Takeo*; Kitayama, Satoshi*; Kanai, Yuina*; Naimen, Sho*; Fujiwara, Hidenori*; Higashiya, Atsushi*; Tamasaku, Kenji*; Tanaka, Arata*; Terashima, Kensei*; Imada, Shin*; Yasui, Akira*; Saito, Yuji; Yamagami, Kohei*; Yano, Kohei*; Matsumoto, Taiki*; Kiss, Takayuki*; Yabashi, Makina*; Ishikawa, Tetsuya*; Suga, Shigemasa*; Onuki, Yoshichika*; Ebihara, Takao*; Sekiyama, Akira*

正方晶YbRhSi及びYbCuSiに対して、角度分解内殻光電子分光における直線偏光線二色性を発見し、それにより、基底状態の強相関4軌道の対称性を明らかにした。理論計算から、この線二色性は結晶場効果に由来する異方的な電荷分布を反映することが示された。結晶場の第一励起エネルギーよりもはるかに低温での測定により、両物質の基底状態の4波動関数の決定に成功した。更に、温度依存性測定により、励起状態の対称性についても調べた。

We show that the strongly correlated 4-orbital symmetry of the ground state is revealed by linear dichroism in core-level photoemission spectra, as we have discovered for YbRhSi and YbCuSi. Theoretical analysis shows us that the linear dichroism reflects the anisotropic charge distributions resulting from a crystalline electric field. We have successfully determined the ground-state 4 symmetry for both compounds from the polarization-dependent angle resolved core-level spectra at a temperature well below the first excitation energy. The excited-state symmetry is also probed by temperature dependence of the linear dichroism where the high measurement temperatures are on the order of the crystal-field-splitting energies.