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論文

Resonant inelastic X-ray scattering study of electronic excitations in insulating K$$_{0.83}$$Fe$$_{1.53}$$Se$$_2$$

Gretarsson, H.*; 野村 拓司; Jarrige, I.*; Lupascu, A.*; Upton, M. H.*; Kim, J.*; Casa, D.*; Gog, T.*; Yuan, R. H.*; Chen, Z. G.*; et al.

Physical Review B, 91(24), p.245118_1 - 245118_8, 2015/06

 被引用回数:6 パーセンタイル:33.5(Materials Science, Multidisciplinary)

We report an Fe $$K$$-edge resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) study of K$$_{0.83}$$Fe$$_{1.53}$$Se$$_2$$. This material is an insulator, unlike many parent compounds of iron-based superconductors. We found a sharp excitation around 1 eV, which is resonantly enhanced when the incident photon energy is tuned near the pre-edge region of the absorption spectrum. The spectral weight and line shape of this excitation exhibit clear momentum dependence. In addition, we observe momentum-independent broad interband transitions at higher excitation energy of 3-7 eV. Calculations based on a 70 band $$dp$$ orbital model, using a moderate $$U_{rm eff}$$ = 2.5 eV, indicate that the 1 eV feature originates from the correlated Fe 3$$d$$ electrons, with a dominant $$d_{xz}$$ and $$d_{yz}$$ orbital character. We find that a moderate $$U_{rm eff}$$ yields a satisfying agreement with the experimental spectra, suggesting that the electron correlations in the insulating and metallic iron based superconductors are comparable.

論文

Resonant inelastic X-ray scattering study of charge excitations in superconducting and nonsuperconducting PrFeAsO$$_{1-y}$$

Jarrige, I.*; 野村 拓司; 石井 賢司; Gretarsson, H.*; Kim, Y.-J.*; Kim, J.*; Upton, M.*; Casa, D.*; Gog, T.*; 石角 元志*; et al.

Physical Review B, 86(11), p.115104_1 - 115104_4, 2012/09

 被引用回数:8 パーセンタイル:38.69(Materials Science, Multidisciplinary)

鉄系高温超伝導体PrFeAsO$$_{0.7}$$とその親物質であるPrFeAsOに対して、運動量分解した共鳴非弾性X線散乱を初めて観測した。主な結果は次の2点である。まず、第一に、16バンドの$$dp$$模型を用いて、低エネルギーの励起が$$xz$$, $$yz$$軌道の特性を有する$$dd$$バンド内遷移に支配されていることを示し、電子相関に強く依存していることを示す。これによって、クーロン斥力$$U$$とフント結合$$J$$を見積もることができる。特に軌道依存した電子相関における$$J$$の果たす役割が明らかとなる。第二に、短距離の反強磁性相関が$$Gamma$$点での励起の説明には不可欠であることから、超伝導状態においてもそれが存在することが示される。

口頭

Charge excitations in PrFeAsOx (x=0.7, 1) as disclosed by resonant inelastic X-ray scattering at the Fe-K edge

Jarrige, I.; 野村 拓司; 石井 賢司; 吉田 雅洋; 社本 真一; Gretarsson, H.*; Kim, Y.-J.*

no journal, , 

I will present our RIXS results obtained at the Fe-K edge on the 1111 system PrFeAsOx (x=0.7,1) which constitute the first observation of a RIXS signal in an iron pnictide. For both compounds, the spectra consist of two main features, dd interband transitions around 1.5 eV and As 4p - Fe 3d charge transfer around 4 eV. A clear momentum dependence is observed for the 1.5-eV feature as the momentum q is varied across the Fe-As plane.

口頭

K$$_{0.83}$$Fe$$_{1.53}$$Se$$_2$$における電子励起の共鳴非弾性X線散乱研究

Gretarsson, H.*; 野村 拓司; Jarrige, I.*; Kim, Y.-J.*

no journal, , 

K$$_{0.83}$$Fe$$_{1.53}$$Se$$_2$$における鉄$$K$$吸収端共鳴非弾性X線散乱(RIXS)の実験および理論研究について報告する。実験は米国Advanced Photon Sourceで実施した。実験の結果、1eVと3-7eVの励起エネルギーに、特徴的なRIXSのウェイトを観測した。特に、3-7eV付近の励起は波数依存性を有しないが、1eVの励起は波数依存性を有するウェイトと有しないウェイトからなることが発見された。理論解析は2つの模型を使い分けて行った。具体的には、K$$_{0.8}$$Fe$$_{1.6}$$Se$$_2$$で鉄原子のvacancyが$$sqrt{5}timessqrt{5}$$配列をとった結晶構造に対してバンド計算を実施し、その結果から2種類の模型を作成した:102軌道模型(鉄:4s軌道8本、4p軌道24本、3d軌道40本、Se:4p軌道30本)と70軌道模型(鉄:3$$d$$軌道40本、Se:4$$p$$軌道30本)。結果として、102軌道模型を用いた解析から、1eVと3-7eVの波数に依存しない励起は鉄4$$p$$電子のバンド間遷移であると同定される。一方、1eVの波数に依存するウェイトは、70軌道模型を用いて、Hartree-Fock近似で記述されるBCAF基底状態に電子相関を乱雑位相近似(RPA)で取り入れた計算によって、鉄3$$d$$電子の軌道励起として説明される。

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