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論文

Magnetic nature of the 500 meV peak in La$$_{2-x}$$Sr$$_x$$CuO$$_4$$ observed with resonant inelastic X-ray scattering at the Cu $$K$$-edge

Ellis, D. S.*; Kim, J.*; Hill, J. P.*; 脇本 秀一; Birgeneau, R. J.*; Shvyd'ko, Y.*; Casa, D.*; Gog, T.*; 石井 賢司; 池内 和彦*; et al.

Physical Review B, 81(8), p.085124_1 - 085124_12, 2010/02

 被引用回数:39 パーセンタイル:80.45(Materials Science, Multidisciplinary)

We present a comprehensive study of the temperature and doping dependence of the 500 meV peak observed at $${bf q}=(pi,0)$$ in resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) experiments on La$$_2$$CuO$$_4$$. The intensity of this peak persists above the N$'e$el temperature ($$T$$$$_{rm N}$$ = 320 K), but decreases gradually with increasing temperature, reaching zero at around $$T$$ = 500 K. The peak energy decreases with temperature in close quantitative accord with the behavior of the two-magnon $$B_{1g}$$ Raman peak in La$$_2$$CuO$$_4$$ and, with suitable rescaling, agrees with the Raman peak shifts in EuBa$$_2$$Cu$$_3$$O$$_6$$ and K$$_2$$NiF$$_4$$. The overall dispersion of this excitation in the Brillouin zone is found to be in agreement with theoretical calculations for a two-magnon excitation. Upon doping, the peak intensity decreases analogous to the Raman mode intensity and appears to track the doping dependence of the spin-correlation length. Taken together, these observations strongly suggest that the 500 meV mode is magnetic in character and is likely a two-magnon excitation.

論文

Charge excitations in the stripe-ordered La$$_{5/3}$$Sr$$_{1/3}$$NiO$$_{4}$$ and La$$_{2-x}$$(Ba,Sr)$$_{x}$$CuO$$_{4}$$ superconducting compounds

脇本 秀一; 木村 宏之*; 石井 賢司; 池内 和彦; 足立 匡*; 藤田 全基*; 加倉井 和久; 小池 洋二*; 水木 純一郎; 野田 幸男*; et al.

Physical Review Letters, 102(15), p.157001_1 - 157001_4, 2009/04

 被引用回数:25 パーセンタイル:75.04(Physics, Multidisciplinary)

Charge excitations in stripe-ordered 214 compounds, La$$_{5/3}$$Sr$$_{1/3}$$NiO$$_{4}$$ and 1/8-doped La$$_{2-x}$$(Ba, Sr)$$_{x}$$CuO$$_{4}$$ are studied using resonant inelastic X-ray scattering in hard X-ray regime. We are observing $$simeq 1$$ eV excitations with the momentum transfer corresponding to the charge stripe spatial period both for the diagonal (nickelate) and parallel (cuprates) stripes. They are interpreted as collective stripe excitations or anomalous softening of the charge excitonic modes of the in-gap states.

口頭

Resonant inelastic X-ray scattering study of stripe-ordered La$$_{5/3}$$Sr$$_{1/3}$$NiO$$_{4}$$ at the Ni-K Edge

脇本 秀一; 石井 賢司; 木村 宏之*; 池内 和彦; 水木 純一郎; 山田 和芳*; Shvyd'ko, Y.*

no journal, , 

モット絶縁体に電荷を導入すると、モットギャップ内に「インギャップバンド」が形成されることが知られているが、その起源は明らかにされていない。近年、Homesらにより、中性子散乱実験で観測されているストライプ秩序が「インギャップバンド」の起源として提唱された。この真偽を確かめるため、強固な電荷ストライプ秩序を持つLa$$_{5/3}$$Sr$$_{1/3}$$NiO$$_{4}$$を用いて、Ni-K吸収端共鳴非弾性X線散乱実験を行い、電荷励起を調べた。結果、電荷ストライプの並進に対応する運動量変化位置に、新たな電荷励起を発見した。本発表ではその詳細を報告する。

口頭

ストライプ秩序を持つLa$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$NiO$$_{4}$$及びLa$$_{2-x}$$Ba$$_{x}$$CuO$$_{4}$$の共鳴X線非弾性散乱

脇本 秀一; 石井 賢司; 池内 和彦; 加倉井 和久; 水木 純一郎; 木村 宏之*; 野田 幸男*; 足立 匡*; 小池 洋二*; 藤田 全基*; et al.

no journal, , 

銅酸化物高温超伝導体であるLa$$_{2-x}$$(Sr,Ba)$$_{x}$$CuO$$_{4}$$ (LSCO, LBCO)や、その関連物質であるLa$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$NiO$$_{4}$$ (LSNO)は、ホールをドープすることでストライプ秩序を示す。本研究では、ストライプの動的揺らぎを観測することを目標に、ストライプ秩序を示すLSNO x=1/3, LBCO x=1/8, LSCO x=0.12、及び強固なストライプ秩序を示さないLBCO x=0.08を用い、共鳴X線非弾性散乱実験を行った。結果、L(B,S)COのparallel stripe, LSNOのdiagonal stripeのいずれにおいても、ストライプの並進周期に対応する運動量変化qsでのみ、0.7$$sim$$1eV付近に新たな散乱強度が現れることを発見した。しかし、この励起はストライプ秩序を示さないLBCO x=0.08では見られなかった。この励起はストライプなcollectiveな揺らぎ、collective stripe excitationとして解釈できる。

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