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論文

Local Ir dedimerization followed by ligand-hole hopping in X-ray irradiated thiospinel

平賀 晴弘*; 松村 大樹; 堀金 和正*; 水木 純一郎*

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 150, p.109870_1 - 109870_8, 2021/03

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Chemistry, Multidisciplinary)

The extended X-ray-absorption fine structure of a spinel CuIr$$_{2}$$(S$$_{0.95}$$Se$$_{0.05}$$)$$_{4}$$ powder sample, which has the charge-ordered temperature $$T_{rm{CO}}$$ = 190 K, was determined at the Ir $$L_{3}$$ edge for a wide temperature range. All the local structure parameters on the Ir-Ir bonds signified the second structural change at $$T^{*} sim$$ 70 K. Remarkably, the number of Ir dimers decreased by $$sim$$ 10% below $$T^{*}$$, which indicates partial dedimerization by X-ray irradiation. We also reanalyzed the resistance data of CuIr$$_{2}$$S$$_{4}$$ with the variable-range hopping model by focusing on the density of states. The X-ray-induced decrease in resistance was quantitatively explained as a result of the increase in the density of states, which was attributed to the release of holes from the 10%-dedimerized Ir ions. We suppose that the released holes hop over the ligand chalcogen site.

論文

Spin excitations in hole-overdoped iron-based superconductors

堀金 和正*; 木方 邦宏*; 藤田 慧*; 梶本 亮一; 池内 和彦*; Ji, S.*; 秋光 純*; Lee, C. H.*

Scientific Reports (Internet), 6, p.33303_1 - 33303_6, 2016/09

 被引用回数:12 パーセンタイル:64.7(Multidisciplinary Sciences)

We report a study on the spin fluctuations of the hole-overdoped iron-based superconductors Ba$$_{1-x}$$K$$_x$$Fe$$_2$$As$$_2$$ ($$x$$ = 0.5 and 1.0; $$T_c$$ = 36 K and 3.4 K, respectively) over the entire Brillouin zone using inelastic neutron scattering. We find that their spin spectra consist of spin wave and chimney-like dispersions. The chimney-like dispersion can be attributed to the itinerant character of magnetism. The band width of the spin wave-like dispersion is almost constant from the non-doped to optimum-doped region, which is followed by a large reduction in the overdoped region. This suggests that the superconductivity is suppressed by the reduction of magnetic exchange couplings, indicating a strong relationship between magnetism and superconductivity in iron-based superconductors.

論文

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

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*

Journal of the Physical Society of Japan, 83(4), p.044705_1 - 044705_6, 2014/04

 被引用回数:8 パーセンタイル:55.49(Physics, Multidisciplinary)

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.

口頭

過剰酸素ドープLa$$_{2}$$CoO$$_{4.24}$$のスピン波励起

梶本 亮一; 中島 健次; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 堀金 和正*; 平賀 晴弘*; 山田 和芳*; 新井 正敏

no journal, , 

われわれは、過剰酸素ドープによってほぼハーフドープを実現したLa$$_{2}$$CoO$$_{4.24}$$の単結晶試料について、J-PARCの四季分光器を用い、中性子非弾性散乱実験によりその磁気励起の全体像を観測した。この系でも、長周期構造化したCo$$^{2+}$$スピン由来と思われる磁気励起が観測されるが、そのエネルギーや一部のモードの強度などについて、報告されているSrドープ系の振る舞いと違いが見られる。また、分散の異方性や、微弱ながらCo$$^{3+}$$によると思われる磁気励起も観測された。今回の発表では、La$$_{2}$$CoO$$_{4.24}$$で得られた磁気励起の様相について報告するとともに、Srドープ系、われわれが同時に研究を進めているCaドープ系等の結果と比較しつつ、この系での磁気相関の詳細について考察する。

口頭

Spin fluctuations in oxygen doped layered perovskite cobalt oxide

中島 健次; 梶本 亮一; 山田 和芳*; 堀金 和正*

no journal, , 

遷移金属酸化物へのキャリアドープは、非常に様々な現象を引き起こし集中的な研究の対象となってきた。層状酸化物La$$_{2}$$MO$$_{4}$$(M: 3d金属)は、そのような研究モデル物質の1つであるが、Co系については、Co$$^{3+}$$のスピン状態が種々の状態を取り得るなどさらに複雑性を持つ。そのような中で、我々は酸素ドープしたLa$$_{2}$$CoO$$_{4.24}$$の単結晶について、四季分光器を用いて磁気揺動の測定を行った。

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