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論文

Distinct variation of electronic states due to annealing in $$T'$$-type La$$_{1.8}$$Eu$$_{0.2}$$CuO$$_{4}$$ and Nd$$_{2}$$CuO$$_{4}$$

浅野 駿*; 石井 賢司*; 松村 大樹; 辻 卓也; 工藤 康太*; 谷口 貴紀*; 齋藤 真*; 春原 稔樹*; 川股 隆行*; 小池 洋二*; et al.

Physical Review B, 104(21), p.214504_1 - 214504_7, 2021/12

We performed Cu K-edge X-ray absorption fine-structure measurements on $$T'$$-type La$$_{1.8}$$Eu$$_{0.2}$$CuO$$_{4}$$ (LECO) and Nd$$_{2}$$CuO$$_{4}$$ (NCO) to investigate the variation in the electronic state associated with the emergence of superconductivity due to annealing. The X-ray absorption near-edge structure spectra of as-sintered (AS) LECO are quite similar to those of AS NCO, indicating that the ground state of AS LECO is a Mott insulator. The electron density after annealing $$n_{rm AN}$$ was evaluated for both superconducting LECO and nonsuperconducting NCO and was found to be 0.40 and 0.05 electron per Cu atom, respectively. In LECO but not in NCO, extended X-ray absorption fine-structure analysis revealed a reduction in the strength of the Cu-O bond in the CuO$$_{2}$$ plane due to annealing, which is consistent with the screening effect on phonons in the metallic state. The origin of the difference in doping processes due to annealing is discussed in relation to the size of the charge-transfer gap.

論文

Observation of momentum-resolved charge fluctuations proximate to the charge-order phase using resonant inelastic X-ray scattering

吉田 雅洋*; 石井 賢司; 中 惇*; 石原 純夫*; Jarrige, I.*; 池内 和彦*; 村上 洋一*; 工藤 一貴*; 小池 洋二*; 永田 知子*; et al.

Scientific Reports (Internet), 6, p.23611_1 - 23611_8, 2016/03

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

In strongly correlated electron systems, enhanced fluctuations in the proximity of the ordered states of electronic degrees of freedom often induce anomalous electronic properties such as unconventional superconductivity. While spin fluctuations in the energy-momentum space have been studied widely using inelastic neutron scattering, other degrees of freedom, i.e., charge and orbital, have hardly been explored thus far. Here, we use resonant inelastic X-ray scattering to observe charge fluctuations proximate to the charge-order phase in transition metal oxides. In the two-leg ladder of Sr$$_{14-x}$$Ca$$_x$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$, charge fluctuations are enhanced at the propagation vector of the charge order ($$mathbf{q}_mathrm{CO}$$) when the order is melted by raising the temperature or by doping holes. In contrast, charge fluctuations are observed not only at $$mathbf{q}_mathrm{CO}$$ but also at other momenta in a geometrically frustrated triangular bilayer lattice of LuFe$$_2$$O$$_4$$. The observed charge fluctuations have a high energy ($$sim$$ 1 eV), suggesting that the Coulomb repulsion between electrons plays an important role in the formation of the charge order.

論文

Study of safety features and accident scenarios in a fusion DEMO reactor

中村 誠; 飛田 健次; Gulden, W.*; 渡邊 和仁*; 染谷 洋二; 谷川 尚; 坂本 宜照; 荒木 隆夫*; 松宮 壽人*; 石井 響子*; et al.

Fusion Engineering and Design, 89(9-10), p.2028 - 2032, 2014/10

 被引用回数:10 パーセンタイル:68.92(Nuclear Science & Technology)

福島第一原子力発電所事故を受けて、日本国内の核融合研究コミュニティにおいて、核融合炉の安全性に対する関心が高まっている。そこで幅広いアプローチ原型炉設計活動(BA-DDA)では、核融合炉の安全性研究に着手した。本論文は、BA-DDAで行っている核融合原型炉安全性研究の進展について報告するものである。まず本研究での安全確保の考え方を明確化し、事故時の放射性物質放出に対する敷地境界での公衆被ばく線量の目標値を設定した。次に、核融合原型炉が内包する放射性物質とエネルギーの量の評価を行った。ここでの原型炉は、我が国で開発しているブランケット工学技術(水冷却、固体ペブル増殖ブランケット)に基づくものとする。さらに、マスター・ロジック・ダイアグラム法と機能FMEA法を用いて原型炉で考えられる事故シナリオの分析を行った。分析したシナリオのうち、とりわけ重要な事故事象を選定した。

論文

Key aspects of the safety study of a water-cooled fusion DEMO reactor

中村 誠; 飛田 健次; 染谷 洋二; 谷川 尚; Gulden, W.*; 坂本 宜照; 荒木 隆夫*; 渡邊 和仁*; 松宮 壽人*; 石井 響子*; et al.

Plasma and Fusion Research (Internet), 9, p.1405139_1 - 1405139_11, 2014/10

水冷却核融合原型炉の安全性研究における重要側面について報告する。水冷却原型炉の内的ハザード(つまり放射性物質のインベントリ、これらを可動化するエネルギー、事故の起因事象と事故シナリオ)の分析を行った。第一壁/ブランケット冷却ループのエンタルピー、崩壊熱、ベリリウム-水蒸気反応で発生しうる化学反応エネルギーにとりわけ留意する必要があることを指摘した。第一壁/ブランケット冷却ループの真空容器外破断を定量的に解析した。この事象に対する核融合炉建屋の健全性について議論した。

論文

Momentum-resolved resonant inelastic X-ray scattering on a single crystal under high pressure

吉田 雅洋*; 石井 賢司; Jarrige, I.*; 綿貫 徹; 工藤 一貴*; 小池 洋二*; 熊谷 健一*; 平岡 望*; 石井 啓文*; Tsuei, K.-D.*; et al.

Journal of Synchrotron Radiation, 21(1), p.131 - 135, 2014/01

 被引用回数:3 パーセンタイル:22.1(Instruments & Instrumentation)

A single-crystal momentum-resolved resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) experiment under high pressure using an originally designed diamond anvil cell (DAC) is reported. The diamond-in/diamond-out geometry was adopted with both the incident and scattered beams passing through a 1 mm-thick diamond. This enabled us to cover wide momentum space keeping the scattering angle condition near 90$$^{circ}$$. Elastic and inelastic scattering from the diamond was drastically reduced using a pinhole placed after the DAC. Measurement of the momentum-resolved RIXS spectra of Sr$$_{2.5}$$Ca$$_{11.5}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$ at the Cu $$K$$-edge was thus successful. Though the inelastic intensity becomes weaker by two orders than the ambient pressure, RIXS spectra both at the center and the edge of the Brillouin zone were obtained at 3 GPa and low-energy electronic excitations of the cuprate were found to change with pressure.

論文

Resonant inelastic X-ray scattering study of intraband charge excitations in hole-doped high-$$T_c$$ cuprates

脇本 秀一; 石井 賢司; 木村 宏之*; 池内 和彦*; 吉田 雅洋*; 足立 匡*; Casa, D.*; 藤田 全基*; 福永 靖*; Gog, T.*; et al.

Physical Review B, 87(10), p.104511_1 - 104511_7, 2013/03

 被引用回数:9 パーセンタイル:44.68(Materials Science, Multidisciplinary)

We have performed resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) near the Cu-$$K$$ edge on various cuprate superconductors, covering underdoped to heavily overdoped regimes and focusing on charge excitations inside the charge-transfer gap. RIXS measurements with $$E_i$$= 9.003 keV on metallic La$$_{1.7}$$Sr$$_{0.3}$$CuO$$_{4}$$ and Bi$$_{1.76}$$Pb$$_{0.35}$$Sr$$_{1.89}$$CuO$$_{6+delta}$$ exhibit a dispersive intraband excitation below 4 eV, similar to that observed in the electron-doped Nd$$_{1.85}$$Ce$$_{0.15}$$CuO$$_{4}$$. This is the first observation of a dispersive intraband excitation in a hole-doped system, evidencing that both electron- and hole-doped systems have a similar dynamical charge correlation function.

報告書

深度400m以深の換気立坑掘削において実施したプレグラウチングの施工結果と考察

石井 洋司; 渡辺 和彦; 神谷 晃; 早野 明; 見掛 信一郎; 竹内 真司; 池田 幸喜; 山本 勝; 杉原 弘造

JAEA-Technology 2010-044, 92 Pages, 2011/02

JAEA-Technology-2010-044.pdf:11.73MB

岐阜県瑞浪市において建設を進めている「瑞浪超深地層研究所」は、高レベル放射性廃棄物の地層処分の技術基盤を整備するため、おもに花崗岩を対象とした深地層の科学的研究を進めている。現在実施中の研究坑道掘削工事において掘削範囲の地質や地下水状況を把握するために坑道掘削に先立ちパイロットボーリング調査を行ったところ、深度400m付近の換気立坑掘削領域において深度200m付近よりも透水性は低いものの高圧の湧水が発生する可能性が高い区間が存在することがわかった。そこで坑道掘削時の湧水を抑制することを目的として掘削範囲周辺に超微粒子セメントを用いたプレグラウチングを行った。その結果、低透水性・高湧水圧の岩盤であっても湧水量低減効果を確認することができた。本報告書は、プレグラウチングの施工結果と考察,得られた技術的知見などを取りまとめたものである。

論文

瑞浪超深地層研究所深度400m以深の立坑掘削におけるプレグラウチングの施工

石井 洋司; 見掛 信一郎; 神谷 晃; 渡辺 和彦; 延藤 遵*; 草野 隆司*

第40回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集(CD-ROM), p.185 - 190, 2011/01

岐阜県瑞浪市において建設を進めている「瑞浪超深地層研究所」は、高レベル放射性廃棄物の地層処分の技術基盤を整備するため、おもに花崗岩を対象とした深地層の科学的研究を進めている。現在実施中の研究坑道掘削工事において掘削範囲の地質や地下水状況を把握するために坑道掘削に先立ちパイロットボーリング調査を行ったところ、深度400m付近の換気立坑掘削領域において深度200m付近よりも透水性は低いものの高圧の湧水が発生する可能性が高い区間が存在することがわかった。そこで坑道掘削時の湧水を抑制することを目的として掘削範囲周辺に超微粒子セメントを用いたプレグラウチングを行った。その結果、低透水性・高湧水圧の岩盤であっても湧水量低減効果を確認することができた。

論文

瑞浪超深地層研究所深度300mにおける耐久性に優れた溶液型グラウトの試験施工

延藤 遵*; 辻 正邦*; 草野 隆司*; 見掛 信一郎; 神谷 晃; 石井 洋司

第40回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集(CD-ROM), p.179 - 184, 2011/01

瑞浪超深地層研究所掘削工事では、排水処理費等を考慮すると極力湧水を抑制することが望ましい。換気立坑の立坑深度460mまでは、セメント材料を用いたプレグラウチングにより湧水を抑制してきたが、今後の掘削の進展に伴う湧水圧の増大により、セメント材料が浸透しない微小亀裂からもある程度の湧水が発生することが懸念される。そこで、浸透性と耐久性に優れた特殊な溶液型グラウトを用いて、深度300mの水平坑道で試験施工を実施した。その結果、1Luを下回る透水場においても十分な湧水抑制効果を有することが確認された。さらに、グラウト注入区間に9MPa強の水圧を作用させても、水圧作用前後において顕著な透水性の変化は見られず、グラウトによる湧水抑制効果が保たれていることを確認した。

論文

Temperature dependence of the electronic structure of Sr$$_{14}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$ studied by resonant inelastic X-ray scattering

吉田 雅洋; 石井 賢司; 池内 和彦*; Jarrige, I.; 村上 洋一*; 水木 純一郎; 筒井 健二; 遠山 貴己*; 前川 禎通*; 工藤 一貴*; et al.

Physica C, 470(Suppl.1), p.S145 - S146, 2010/12

 被引用回数:4 パーセンタイル:23.57(Physics, Applied)

Sr$$_{14-x}$$Ca$$_x$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$ (SCCO), which is composed of two-leg ladders and edge-sharing chains, is the first superconducting cuprate without CuO$$_2$$ planes. By substituting Ca for Sr, holes are transferred from the chains to the ladders. It was recently shown that charge ordering (CO) along the leg direction in the ladder occurs at $$x=0$$ and the periodicity is five times the unit length along the c axis. In order to investigate the electronic excitations associated with the CO, we carried out resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) experiments for SCCO ($$x=0,6$$). Cu-$$K$$ RIXS can directly probe the momentum-dependent electronic excitations related to the Cu site, which are resonantly enhanced by tuning the incident photon energy to the Cu $$K$$-edge. We measured the q dependence of the intraband excitations, which is associated with the dynamics of doped holes in the Zhang-Rice singlet band. The intensity is enhanced at the momentum $${bf q}=(q_{rm rung},q_{rm leg})=(0,2pi/5)$$ corresponding to the periodicity of the CO in $$x=0$$, while the temperature dependence of the enhancement is different for $$x=0$$ and $$x=6$$. We discuss the relationship between our experimental results and the occurrence of the CO.

報告書

結晶質岩を対象とした坑道掘削における湧水抑制対策の計画策定と施工結果に関する考察

見掛 信一郎; 山本 勝; 池田 幸喜; 杉原 弘造; 竹内 真司; 早野 明; 佐藤 稔紀; 武田 信一; 石井 洋司; 石田 英明; et al.

JAEA-Technology 2010-026, 146 Pages, 2010/08

JAEA-Technology-2010-026.pdf:41.08MB
JAEA-Technology-2010-026-appendix(CD-ROM).zip:83.37MB

現在、瑞浪超深地層研究所において進めている研究坑道掘削工事では、坑道掘削に先立ちボーリング調査を行い、掘削範囲の地質や地下水状況を把握したうえで坑道を掘削している。調査の結果、深度200m付近の換気立坑側や深度300m研究アクセス坑道で大量湧水が発生する可能性が高いことがわかった。このため坑道掘削時の湧水を抑制する技術として、坑道掘削に先立ち掘削範囲周辺の割れ目にセメントを注入する工法(プレグラウチング)を行った。本報告書は、プレグラウチングの計画と実施過程で得られた技術的知見を取りまとめたものである。

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:24 パーセンタイル:76.17(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.

論文

Progress in R&D efforts on the energy recovery linac in Japan

坂中 章悟*; 吾郷 智紀*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; 原田 健太郎*; 平松 成範*; 本田 融*; et al.

Proceedings of 11th European Particle Accelerator Conference (EPAC '08) (CD-ROM), p.205 - 207, 2008/06

コヒーレントX線,フェムト秒X線の発生が可能な次世代放射光源としてエネルギー回収型リニアック(ERL)が提案されており、その実現に向けた要素技術の研究開発が日本国内の複数研究機関の協力のもと進められている。本稿では、ERL放射光源の研究開発の現状を報告する。

論文

Momentum-dependent charge excitations of a two-leg ladder; Resonant inelastic X-ray scattering of (La,Sr,Ca)$$_{14}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$

石井 賢司; 筒井 健二*; 遠山 貴己*; 稲見 俊哉; 水木 純一郎; 村上 洋一*; 遠藤 康夫*; 前川 禎通*; 工藤 一貴*; 小池 洋二*; et al.

Physical Review B, 76(4), p.045124_1 - 045124_7, 2007/07

 被引用回数:20 パーセンタイル:65.43(Materials Science, Multidisciplinary)

(La,Sr,Ca)$$_{14}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$は銅酸化物高温超伝導体との関連で注目されている物質である。ほとんどの銅酸化物超伝導体の共通ユニットであるCuO$$_2$$面を持たないにもかかわらず、Sr$$_{0.4}$$Ca$$_{13.6}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$は高圧下で超伝導体となる。銅の$$K$$吸収端で行った(La,Sr,Ca)$$_{14}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$の共鳴非弾性X線散乱の結果について報告する。モットギャップを越えるバンド間励起とギャップ内に現れるバンド内励起の運動量依存性がホール濃度に対してどのように変化するかに注目する。得られた実験結果は理論の予想と一致している。

口頭

Charge excitations in (La,Sr,Ca)$$_{14}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$ studied by resonant inelastic X-ray scattering

石井 賢司; 筒井 健二*; 遠山 貴己*; 水木 純一郎; 遠藤 康夫; 前川 禎通*; 工藤 一貴*; 小池 洋二*; 熊谷 健一*

no journal, , 

(La,Sr,Ca)$$_{14}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$は銅酸化物高温超伝導体との関連で注目されている物質である。ほとんどの銅酸化物超伝導体の共通ユニットであるCuO$$_2$$面を持たないにもかかわらず、Sr$$_{0.4}$$Ca$$_{13.6}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$は高圧下で超伝導体となる。銅の$$K$$吸収端で行った(La,Sr,Ca)$$_{14}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$の共鳴非弾性X線散乱の結果について報告する。モットギャップを越えるバンド間励起とギャップ内に現れるバンド内励起の運動量依存性がホール濃度に対してどのように変化するかに注目する。得られた実験結果は理論の予想とよく一致している。

口頭

Resonant inelastic X-ray scattering study of (La,Sr,Ca)$$_{14}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$

石井 賢司; 筒井 健二*; 遠山 貴己*; 稲見 俊哉; 水木 純一郎; 村上 洋一*; 遠藤 康夫*; 前川 禎通*; 工藤 一貴*; 小池 洋二*; et al.

no journal, , 

(La,Sr,Ca)$$_{14}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$は銅酸化物高温超伝導体との関連で注目されている物質である。ほとんどの銅酸化物超伝導体の共通ユニットであるCuO$$_2$$面を持たないにもかかわらず、Sr$$_{0.4}$$Ca$$_{13.6}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$は高圧下で超伝導体となる。銅の$$K$$吸収端で行った(La,Sr,Ca)$$_{14}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$の共鳴非弾性X線散乱の結果について報告する。モットギャップを越えるバンド間励起とギャップ内に現れるバンド内励起の運動量依存性がホール濃度に対してどのように変化するかに注目する。得られた実験結果は理論の予想とよく一致している。

口頭

(La,Sr,Ca)$$_{14}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$の共鳴非弾性X線散乱

石井 賢司; 筒井 健二*; 遠山 貴己*; 稲見 俊哉; 水木 純一郎; 村上 洋一*; 遠藤 康夫*; 前川 禎通*; 工藤 一貴*; 小池 洋二*; et al.

no journal, , 

(La,Sr,Ca)$$_{14}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$は銅酸化物高温超伝導体との関連で注目されている物質である。ほとんどの銅酸化物超伝導体の共通ユニットであるCuO$$_2$$面を持たないにもかかわらず、Sr$$_{0.4}$$Ca$$_{13.6}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$は高圧下で超伝導体となる。銅の$$K$$吸収端で行った(La,Sr,Ca)$$_{14}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$の共鳴非弾性X線散乱の結果について報告する。モットギャップを越えるバンド間励起とギャップ内に現れるバンド内励起の運動量依存性がホール濃度に対してどのように変化するかに注目する。得られた実験結果は理論の予想とよく一致している。

口頭

(La,Sr,Ca)$$_{14}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$の共鳴非弾性X線散乱

石井 賢司; 筒井 健二*; 遠山 貴己*; 稲見 俊哉; 水木 純一郎; 村上 洋一*; 遠藤 康夫*; 前川 禎通*; 工藤 一貴*; 小池 洋二*; et al.

no journal, , 

(La,Sr,Ca)$$_{14}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$は銅酸化物高温超伝導体との関連で注目されている物質である。ほとんどの銅酸化物超伝導体の共通ユニットであるCuO$$_2$$面を持たないにもかかわらず、Sr$$_{0.4}$$Ca$$_{13.6}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$は高圧下で超伝導体となる。銅の$$K$$吸収端で行った(La,Sr,Ca)$$_{14}$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$の共鳴非弾性X線散乱の結果について報告する。モットギャップを越えるバンド間励起とギャップ内に現れるバンド内励起の運動量依存性がホール濃度に対してどのように変化するかに注目する。得られた実験結果は理論の予想とよく一致している。

口頭

磁気テープ用球状Fe-N微粒子の偏極中性子小角散乱実験,2

奥 隆之; 菊池 隆之; 大場 洋次郎; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 石井 佑弥; 老谷 聖樹; 武田 全康; 加倉井 和久; 横山 淳*; et al.

no journal, , 

Fe$$_{16}$$N$$_2$$を主成分とする球状Fe-N磁性微粒子(粒径約20nm)は、磁気異方性が大きい等の優れた磁気記録特性を示すため、テープ状磁気記憶媒体の新材料として注目され、企業による研究開発が進められている。また、Fe$$_{16}$$N$$_2$$については巨大磁気モーメントの発現が過去に報告されていることから、この材料の磁気モーメントの評価は工学的にも物理的にも重要な意味を持つ。しかし、Fe-N微粒子の表面は、焼結及び酸化防止のための非磁性ラミネート層で覆われており、この非磁性ラミネート層の厚さを定量的に評価することが困難であることから、マクロな磁化測定の結果より、Fe-N微粒子コア部(主成分Fe$$_{16}$$N$$_2$$)の磁化の絶対値を評価することができない。そこでわれわれは、Fe-N微粒子の内部磁気構造を明らかにするとともに、Fe-N微粒子コア部の磁化の絶対値を評価することを目的として、偏極中性子小角散乱実験を行った。そして、得られたデータを入射中性子のスピン極性に依存したコアシェルモデルを用いて解析した結果、Fe-N微粒子の内部磁気構造と、Fe-N微粒子コア部の磁化の絶対値を定量的に評価することに成功した。

口頭

辺共有一次元銅酸化物Ca$$_{2+x}$$Y$$_{2-x}$$Cu$$_5$$O$$_{10}$$の共鳴非弾性X線散乱

石井 賢司; 池内 和彦; 稲見 俊哉; 水木 純一郎; 筒井 健二; 遠山 貴己*; 前川 禎通*; 工藤 一貴*; 小池 洋二*; 村上 洋一*; et al.

no journal, , 

高温超伝導やSr$$_{14-x}$$Ca$$_x$$Cu$$_{24}$$O$$_{41}$$の梯子格子における超伝導に代表されるように、反強磁性相関を持った低次元銅酸化物モット絶縁体に電荷をドープしたときの電子状態の変化は大変興味深い。今回の研究対象であるCa$$_{2+x}$$Y$$_{2-x}$$Cu$$_5$$O$$_{10}$$は辺共有のCuO$$_2$$一次元鎖を持った物質であり、CaとYの比($$x$$)を変えることで鎖内にホールを系統的にドープすることが可能である。本研究では、このようなCa$$_{2+x}$$Y$$_{2-x}$$Cu$$_5$$O$$_{10}$$の電荷ダイナミクスを調べることを目的として、放射光X線を用いた銅$$K$$吸収端での共鳴非弾性X線散乱(RIXS)実験を行った。共鳴非弾性X線散乱では、入射X線のエネルギー($$E_i$$)により中間状態を選択することで、異なる励起を観測することができる。中間状態をpoorly-screenedstateに選んだ場合は、ホール濃度依存性は非常に小さいことから、$$dd$$励起などの局所的な励起が観測されていると考えられる。一方、中間状態をwell-screened stateに選んだ場合は、ホールドープに対して顕著な変化が見られるが、$$x=0$$で2eVに見られるピークはZhang-Riceバンドから上部ハバードバンドへの励起(モットギャップ励起)と考えられる。さらに、$$x=1.67$$ではホールの運動に関係した連続的な励起に加え、電荷秩序の起源となる長距離クーロン相互作用によるものと考えられるピークが0.8eVに現れる。

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