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論文

Spin-orbit coupling induced semi-metallic state in the 1/3 hole-doped hyper-kagome Na$$_3$$Ir$$_3$$O$$_8$$

高山 知弘*; Yaresko, A.*; 松本 章代*; Nuss, J.*; 石井 賢司; 吉田 雅洋*; 水木 純一郎; 高木 英典*

Scientific Reports (Internet), 4, p.6818_1 - 6818_6, 2014/10

 被引用回数:31 パーセンタイル:81.59(Multidisciplinary Sciences)

The complex iridium oxide Na$$_3$$Ir$$_3$$O$$_8$$ with a B-site ordered spinel structure was synthesized in single crystalline form, where the chiral hyper-kagome lattice of Irions, as observed in the spin-liquid candidate Na$$_4$$Ir$$_3$$O$$_8$$, was identified. The average valence of Ir is 4.33+ and, therefore, Na$$_3$$Ir$$_3$$O$$_8$$ can be viewed as a doped analogue of the hyper-kagome spin liquid with Ir$$^{4+}$$. The transport measurements, combined with the electronic structure calculations, indicate that the ground state of Na$$_3$$Ir$$_3$$O$$_8$$ is a low carrier density semi-metal. We argue that the semi-metallic state is produced by a competition of the molecular orbital splitting of $$t_{2g}$$ orbitals on Ir$$_3$$ triangles with strong spin-orbit coupling inherent to heavy Ir ions.

口頭

Sr$$_2$$IrO$$_4$$およびSr$$_3$$Ir$$_2$$O$$_7$$における磁気励起とその温度依存性

石井 賢司; Jarrige, I.*; 吉田 雅洋*; 水木 純一郎; 松本 章代*; 加藤 晃彦*; 高山 知弘*; 高木 英典*

no journal, , 

イリジウムなど$$5d$$遷移金属の酸化物は、これまで数多くの研究がなされた$$3d$$遷移金属酸化物と比べ、電子相関効果が弱い、強いスピン・軌道相互作用が強いなどの特徴を持っており、新たな電子物性研究の舞台として注目されている。$$5d$$遷移金属酸化物の中には磁気秩序を示すものも存在し、磁性の面でもこれらの特徴が現れると予想される。その研究手法として、10keV (波長1$AA)$程度にある$$5d$$遷移金属の$$L$$吸収端を利用した共鳴X線散乱は極めて有効である。近年の技術向上により、共鳴非弾性X線散乱(RIXS)による磁気励起も観測されるようになってきている。SPring-8のBL11XUでもそのための装置整備を行うことで実験が可能となった。本講演では、反強磁性イリジウム酸化物の典型物質であるSr$$_2$$IrO$$_4$$、Sr$$_3$$Ir$$_2$$O$$_7$$について、Irの$$L_3$$吸収端を利用したRIXSの実験結果について報告する。

口頭

共鳴非弾性X線散乱によるイリジウム酸化物の磁気励起観測とその温度依存性

石井 賢司; Jarrige, I.*; 吉田 雅洋*; 水木 純一郎; 松本 章代*; 加藤 晃彦*; 高山 知弘*; 高木 英典*

no journal, , 

イリジウムなど5d遷移金属の酸化物は、これまで数多くの研究がなされた3d遷移金属酸化物と比べ、電子相関効果が弱い、強いスピン・軌道相互作用が強いなどの特徴を持っており、新たな電子物性研究の舞台として注目されている。5d遷移金属酸化物の中には磁気秩序を示すものも存在し、磁性の面でもこれらの特徴が現れると予想される。その研究手法として、10keV(波長1${AA}$)程度にある5d遷移金属のL吸収端を利用した共鳴X線散乱は極めて有効である。近年の技術向上により、共鳴非弾性X線散乱(RIXS)による磁気励起も観測されるようになってきている。SPring-8のBL11XUでもそのための装置整備を行うことで実験が可能となった。本講演では、反強磁性イリジウム酸化物の典型物質であるSr$$_2$$IrO$$_4$$, Sr$$_3$$Ir$$_2$$O$$_7$$について、IrのL$$_3$$吸収端を利用したRIXSの実験結果について報告する。

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