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Antiferromagnetic order of the Co$$^{2+}$$ high-spin state with a large orbital angular momentum in La$$_{1.5}$$Ca$$_{0.5}$$CoO$$_{4}$$

層状ペロブスカイト型コバルト酸化物La$$_{1.5}$$Ca$$_{0.5}$$CoO$$_{4}$$の大きい軌道磁気モーメントを持つ高スピン状態における反強磁性

岡本 淳*; 中尾 裕則*; 山崎 裕一*; 和達 大樹*; 田中 新*; 久保田 正人 ; 堀金 和正*; 村上 洋一*; 山田 和芳*

Okamoto, Jun*; Nakao, Hironori*; Yamasaki, Yuichi*; Wadachi, Hiroki*; Tanaka, Arata*; Kubota, Masato; Horigane, Kazumasa*; Murakami, Yoichi*; Yamada, Kazuyoshi*

The antiferromagnetic insulator La$$_{1.5}$$Ca$$_{0.5}$$CoO$$_{4}$$ has been investigated by Co L$$_{2,3}$$-edge and O K-edge X-ray absorption spectroscopy (XAS) measurements and Co L$$_{2,3}$$-edge resonant soft X-ray magnetic scattering (RXMS)measurement to determine the Co electronic structures associated with magnetic ordering. Co L$$_{2,3}$$-edge linear-dichroic XAS shows that Co$$^{2+}$$ takes a high-spin (HS) state and Co$$^{3+}$$ takes a low-spin (LS) state. Using Co L$$_{2,3}$$-edge RXMS, we directly determined that an antiferromagnetic order is formed with a HS state of Co$$^{2+}$$ ions. Moreover, the spin and orbital angular momenta of the Co$$^{2+}$$ HS state are quantitatively estimated to be 1.1$$pm$$0.1 and 1.0$$pm$$0.1, respectively, and to align parallel in the ab plane by utilizing the cluster model calculation. The large orbital angular momentum of the Co$$^{2+}$$ HS state originates from the small $$D_{4h}$$-symmetry crystal field splitting of $$t_{2g}$$ levels, which is comparable with the spin-orbit coupling constant of the Co 3$$d$$ orbital.

発表言語

 :

English

掲載資料名

 :

Journal of the Physical Society of Japan

巻

 :

83

号

 :

4

ページ数

 :

p.044705_1 - 044705_6

発行年月

 :

2014/04

発表会議名

 :

開催年月

 :

開催都市

 :

開催国

 :

キーワード

 :

no keyword

特許データ

 :

PDF

 :


論文URL

 :

https://doi.org/10.7566/JPSJ.83.044705

研究データの公開先DOI

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広報プレスリリース

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パーセンタイル：53.46

分野：Physics, Multidisciplinary

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