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角田 一樹; 藤田 裕一*; Zhou, W.*; 増田 啓介*; 川崎 郁斗; 藤森 伸一; 木村 昭夫*; 桜庭 裕弥*
Physical Review B, 108(24), p.L241101_1 - L241101_6, 2023/12
被引用回数:2 パーセンタイル:34.38(Materials Science, Multidisciplinary)We investigated the element-specific electronic structure of a half-metallic Weyl ferromagnet candidate CoFeSi film by utilizing soft-X-ray resonant photoelectron spectroscopy and first-principles calculations with/without considering on-site Coulomb interaction. Fe 2
-3
resonant photoelectron experiment revealed that the Fe 3
states exist around 2 and 4 eV below the Fermi energy. Our calculations, based on the generalized gradient approximation without considering Coulomb interaction at the Fe site, successfully reproduced the experimentally observed Fe 3
partial density of states. Our findings shed light on the highly controversial correlation effect of Co
FeSi, offering valuable insights into its half-metallicity and Weyl semi-metallicity.
藤森 伸一; 川崎 郁斗; 竹田 幸治; 山上 浩志; 雀部 矩正*; 佐藤 芳樹*; 清水 悠晴*; 仲村 愛*; Maruya, A.*; 本間 佳哉*; et al.
Electronic Structure (Internet), 5(4), p.045009_1 - 045009_7, 2023/11
The electronic structure of the -based superconductor
was studied by photoelectron spectroscopy. The energy distribution of the
state was revealed by the
resonant photoelectron spectroscopy. The
state was mostly distributed in the vicinity of the Fermi energy, suggesting the itinerant character of the
state. The contribution of the
state to the density of states (DOS) at the Fermi energy was estimated to be nearly half of that of the
states, implying that the
state has aconsiderable contribution to the DOS at the Fermi energy. The
core-level and
X-ray absorption spectra were analyzed based on a single-impurity Anderson model. The number of the
state in the ground state was estimated to be 0.8-0.9, which is much larger than the values obtained in the previous studies (i.e., 0-0.4).
川崎 郁斗; 竹内 一陽*; 藤森 伸一; 竹田 幸治; 山上 浩志; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範
Physical Review B, 108(16), p.165127_1 - 165127_9, 2023/10
被引用回数:1 パーセンタイル:13.37(Materials Science, Multidisciplinary)We performed angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) experiments using soft X rays to investigate the electronic structure of the heavy-fermion superconductor UPt. The overall band structure revealed by the present ARPES measurements is compared with density-functional calculations for UPt
and the non-
reference compound ThPt
. We showed that the calculation for ThPt
gives a better description of the experimental band structure, except for the
-derived heavy quasiparticle bands. This situation is reminiscent of Ce-based heavy-fermion systems, whose band structures are often very similar to those of non-
La-based compounds. The narrow heavy quasiparticle bands are located just below the Fermi level (
), and their band structure could not be resolved by the present energy resolution. We also showed that most of the U
spectral weight exists not as the coherent heavy-fermion bands but as incoherent components that distribute over a wide energy range, spanning from near
to approximately 2 eV. This result indicates that the heavy quasiparticle bands are enormously renormalized by the electron correlation effect. Additionally, we showed that the spectral intensity of the heavy-fermion bands is almost temperature independent, at least up to 100 K, where the magnetic susceptibility follows a Curie-Weiss behavior.
川崎 郁斗; 藤森 伸一; 竹田 幸治; 山上 浩志; 大貫 惇睦*
Journal of the Physical Society of Japan, 92(6), p.064709_1 - 064709_8, 2023/06
被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Physics, Multidisciplinary)The electronic state of 4 localized ferromagnet CeRu
Ge
has been investigated by angle-resolved photoemission spectroscopy (APRES) experiments using soft X rays. The band structure and Fermi surfaces consisting of non-4
bands are almost consistent with a calculation based on the density-functional theory for LaRu
Ge
, thus confirming a localized character of the 4
electrons. On the other hand, the Ce 3
-4
resonant ARPES experiments demonstrated that the 4
spectral function is dominated by
components in the vicinity of the Fermi level and thus is different from that expected for a localized electron system. We also revealed that the intensities of the
components have almost no temperature dependence up to at least 100 K, which is two orders of magnitude larger than the Kondo temperature of CeRu
Ge
.
岩佐 和晃*; Suyama, Kazuya*; 河村 聖子; 中島 健次; Raymond, S.*; Steffens, P.*; Yamada, Akira*; 松田 達磨*; 青木 勇二*; 川崎 郁斗; et al.
Physical Review Materials (Internet), 7(1), p.014201_1 - 014201_11, 2023/01
被引用回数:4 パーセンタイル:42.21(Materials Science, Multidisciplinary)The spin dynamics, crystalline-electric-field (CEF) level scheme, specific heat, and X-ray photoemission spectra (XPS) of CeRh
Sn
were investigated, which exhibits anomalous semimetal transport in the chiral crystallographic phase. CEF excitations observed at approximately 7 and 39 meV are consistent with the two inequivalent Ce-ion cites in the chiral structure. Because of broader CEF excitations and a strong 4
peak at the Fermi level in the Ce 4
on-resonance spectrum, the hybridized Ce 4
electrons contribute to the semimetal carriers. In addition, the spin fluctuation associated with the Kramers doublet ground state is characterized by the peak located at 0.15 meV. The electronic state involving the spin fluctuation causes the
behavior of specific heat below 0.6 K, which is attributed to linear dispersion relations of electrons of the Weyl Kondo semimetal in the chiral-lattice symmetry.
川崎 郁斗; 小畠 雅明; 藤森 伸一; 竹田 幸治; 山上 浩志; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*
Physical Review B, 104(16), p.165124_1 - 165124_8, 2021/10
被引用回数:1 パーセンタイル:0.00(Materials Science, Multidisciplinary)We carried out angle-resolved photoemission (ARPES) experiments using soft X rays to investigate the electronic structure of the intermediate valence compound EuNiP
. Both the Eu
and Eu
components arising from the 4
and 4
final states were observed in the valence spectra, directly confirming an intermediate character of Eu ions. The three-dimensional band structure was studied by ARPES measurements, and we found that the ARPES spectra up to just below the Fermi level can well be explained by a calculation based on the density-functional theory for the non-4
reference compound SrNi
P
. The heavy-fermion bands in EuNi
P
are thus considered to be formed through the hybridization between the dispersive valence bands, which resemble those for SrNi
P
, and the Eu
components located at the very vicinity of the Fermi level.
藤森 伸一; 川崎 郁斗; 竹田 幸治; 山上 浩志; 仲村 愛*; 本間 佳哉*; 青木 大*
Journal of the Physical Society of Japan, 90(1), p.015002_1 - 015002_2, 2021/01
被引用回数:21 パーセンタイル:82.58(Physics, Multidisciplinary)
川崎 郁斗; 小畠 雅明; 藤森 伸一; 竹田 幸治; 山上 浩志; 仲村 愛*; 伊覇 航*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*
Journal of the Physical Society of Japan, 89(4), p.044704_1 - 044704_6, 2020/04
被引用回数:3 パーセンタイル:25.50(Physics, Multidisciplinary)EuPd is a rare Eu-based compound, whose Eu ions are in a trivalent state. The electronic structure of EuPd
was investigated by angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) using soft X rays. Eu
components arising from the 4f
final state multiplet were clearly observed in the valence spectra, and no Eu
components were observed within an experimental accuracy, confirming a robust Eu
state. The band structure and Fermi surfaces revealed by ARPES measurements were compared to the band structure calculations based on the density-functional theory for LaPd
andYPd
. We found that the calculation for LaPd
provides a better description for our ARPES results. The effective electron masses estimated from the ARPES spectra near the Fermi level are in good agreement with the corresponding cyclotron effective masses in previous de Haas-van Alphen experiments.
小畠 雅明; 吉井 賢資; 福田 竜生; 川崎 郁斗; 岡根 哲夫; 山上 浩志; 矢板 毅; 針井 一哉; 家田 淳一; 岡安 悟; et al.
JPS Conference Proceedings (Internet), 30, p.011192_1 - 011192_6, 2020/03
スピンゼーベック効果を示す系として注目されているPt/YFe
O
(YIG)系に対し、放射光を用いた硬X線光電子分光(HAXPES)により表面及び界面の電子状態測定を行った。本系ではスピンゼーベック効果のほかに特異な性質を示すことが報告されている。例えば、外部磁場が存在しない状況でもホール効果を発現する。この起源として、YIG中のFe
イオンがPt膜に染み出し、磁性を持つ金属間化合物を生成している可能性が提案されている。そこでHAXPESの分析深さを利用し、界面近傍の鉄イオン等の電子状態を測定した。Ptの厚みが2nm, 5nm, 8nm, 10nmの試料を測定したところ、2nmと5nmの試料において鉄イオンの分析を行うことができた。Fe 1s光電子スペクトルからは、鉄イオンが3+のものと金属的な0価に近い2つの状態が存在することが判明し、上記の可能性を支持する結果が得られた。Pt 4fやO 1sスペクトルなども測定しており、詳しい結果は当日報告する。
藤森 伸一; 川崎 郁斗; 竹田 幸治; 山上 浩志; 仲村 愛*; 本間 佳哉*; 青木 大*
Journal of the Physical Society of Japan, 88(10), p.103701_1 - 103701_5, 2019/10
被引用回数:41 パーセンタイル:87.89(Physics, Multidisciplinary)The electronic structure of the unconventional superconductor was studied by resonant photoelectron spectroscopy (RPES) and angle-resolved photoelectron spectroscopy (ARPES) with soft X-ray synchrotron radiation. The partial
density of states of
were imaged by the
-
RPES and it was found that the
state has an itinerant character, but there exists an incoherent peak due to the strong electron correlation effects. Furthermore, an anomalous admixture of the
states into the
bands was observed at a higher binding energy, which cannot be explained by band structure calculations. On the other hand, the band structure of
was obtained by ARPES and its overall band structure were mostly explained by band structure calculations. These results suggest that the
states of
have itinerant but strongly-correlated nature with enhanced hybridization with the
states.
川崎 郁斗; 藤森 伸一; 竹田 幸治; 山上 浩志; 伊覇 航*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*
Physical Review B, 100(3), p.035111_1 - 035111_8, 2019/07
被引用回数:8 パーセンタイル:35.61(Materials Science, Multidisciplinary)We have carried out angle-integrated photoemission spectroscopy (AIPES) and angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) experiments using soft X-rays on single crystals of EuCuGe
and EuCu
Si
grown by the Bridgman method to investigate their electronic structures. The AIPES results showed that the Eu ions in EuCu
Ge
and EuCu
Si
are in a divalent state and a nearly trivalent state, respectively, in accord with the previously reported magnetic properties. The three-dimensional band structures and shapes of the Fermi surfaces of EuCu
Ge
and EuCu
Si
were studied by ARPES measurements. We found that the band structures near the Fermi level and Fermi surfaces of EuCu
Ge
and EuCu
Si
are very different from each other and are well reproduced by the band structure calculations based on density-functional theory for SrCu
Ge
and YCu
Si
. This suggests that a charge transfer from the localized 4
states into the valence bands is responsible for the difference in the electronic states between EuCu
Ge
and EuCu
Si
.
本山 岳*; 芳賀 芳範; 山口 明*; 川崎 郁斗*; 住山 昭彦*; 山村 朝雄*
Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 5, p.157 - 160, 2018/11
The crystal structure of the newly discovered compound UTiBi
was determined from single-crystal X-ray diffraction data. This compound shows an antiferromagnetic ordering at 31.5 K. A clear anomaly was observed at the transition temperature on the temperature dependence of magnetic susceptibility and electrical resistivity.
川崎 郁斗*; 左近 優美*; 藤森 伸一; 山上 浩志; 天谷 健一*; 横山 淳*
Physical Review B, 94(17), p.174427_1 - 174427_7, 2016/11
被引用回数:5 パーセンタイル:23.88(Materials Science, Multidisciplinary)To clarify how the electronic state of SrLa
RuO
evolves with La doping, we conducted photoemission (PES) experiments using soft X rays. The spectral shape of the Ru 4
-derived peak near the Fermi level changes significantly with increasing
. This variation indicates that a spectral weight transfer from the coherent to the incoherent component occurs due to an enhancement of the electron correlation effect. Resonant PES experiments at the La 3
edge have confirmed that there is no significant contribution of the La 5
state in the energy range where the spectral weight transfer is observed. Using the dependence of the photoelectron mean-free path on the photon energy, we subtracted the surface components from the PES spectra and confirmed that the enhancement of the electron correlation effect with La doping is an intrinsic bulk phenomenon. On the other hand, a large portion of the coherent component remains at the Fermi level up to
=0.5, reflecting that the Ru 4
state still has itinerant characteristics. Moreover, we found that the PES spectra hardly depend on the temperature and do not exhibit a discernible change with magnetic ordering, suggesting that the temperature variation of the exchange splitting does not follow the prediction of the Stoner theory. The presently obtained experimental results indicate that the electron correlation effect plays an important role in Sr
La
RuO
and that the Ru 4
electrons possess both local and itinerant characteristics.
藤森 伸一; 大河内 拓雄*; 川崎 郁斗*; 保井 晃*; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 藤森 淳; 山上 浩志; 芳賀 芳範; et al.
Physical Review B, 91(17), p.174503_1 - 174503_9, 2015/05
被引用回数:27 パーセンタイル:70.12(Materials Science, Multidisciplinary)軟X線角度分解光電子分光によってUGeとCoGeの電子構造を明らかにした。結果をバンド計算と比較し、f電子が遍歴的な性質を持つことを明らかにした。
藤森 伸一; 川崎 郁斗*; 保井 晃*; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 藤森 淳; 山上 浩志; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; et al.
JPS Conference Proceedings (Internet), 3, p.011072_1 - 011072_5, 2014/06
この講演では、軟X線放射光を利用した角度分解光電子分光実験の結果についてレビューをする。特に強磁性と超伝導が共存するURhGe及び反強磁性と超伝導が共存するURhGeに対する結果について、バンド計算との比較を行って、これらの化合物におけるU 5f電子状態について議論する。
藤森 伸一; 川崎 郁斗*; 保井 晃*; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 藤森 淳*; 山上 浩志; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; et al.
Physical Review B, 89(10), p.104518_1 - 104518_7, 2014/03
被引用回数:21 パーセンタイル:62.78(Materials Science, Multidisciplinary)強磁性超伝導体であるURhGeの常磁性における電子状態を軟X線角度分解光電子分光によって測定した。U 5電子状態に起因する分散を持つバンドが観測され、フェルミ面を形成していることが明らかとなった。常磁性状態におけるバンド構造は、U 5
電子を遍歴として取り扱ったバンド計算で部分的に説明され、遍歴的なU 5f電子の取り扱いが良い出発点であることが明らかとなった。一方で、特に
0.5eV程度の領域において、定量的な不一致も見いだされた。バンドは分散が小さく、フェルミ面の形状も異なっている。強磁性転移に伴うスペクトル関数の変化がフェルミ順位付近に観測され、この化合物は遍歴強磁性体であることが示唆される。
保井 晃*; 斎藤 祐児; 藤森 伸一; 川崎 郁斗*; 岡根 哲夫; 竹田 幸治; Lapertot, G.*; Knebel, G.*; 松田 達磨*; 芳賀 芳範; et al.
Physical Review B, 87(7), p.075131_1 - 075131_6, 2013/02
被引用回数:6 パーセンタイル:27.72(Materials Science, Multidisciplinary)YbRhSi
に対して軟X線角度分解光電子分光(ARPES)測定を行い、その3次元バルク価電子帯構造を明らかにした。15 Kで測定したARPESスペクトルには、Yb
マルチプレットピークだけではなく、有限のYb
ピークを持っており、この化合物が価数揺動状態にあることに対応している。これは、
において、この化合物中のYbの4f電子が遍歴的な性質を持っていることを意味している。分散のないYb 4fバンド以外のバンド構造は、YbRh
Si
よりもむしろLuRh
Si
と一致していることが明らかとなった。さらに、Yb 3d-4f共鳴光電子分光スペクトルはYb 5d電子状態が価電子に存在していることを示唆している。これらの結果から、Yb 4fからYb 5d電子状態への電荷移動が重要であることが示唆される。
藤森 伸一; 大河内 拓雄*; 川崎 郁斗; 保井 晃; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 藤森 淳; 山上 浩志; 芳賀 芳範; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 81(1), p.014703_1 - 014703_9, 2012/01
被引用回数:39 パーセンタイル:81.99(Physics, Multidisciplinary)重い電子系化合物UGe, UCoGe, URhGe, URu
Si
, UNi
Al
, UPd
Al
, UPt
及び典型的な遍歴・局在系に対して高分解能内殻光電子分光実験を行い、その電子状態に対する研究を行った。UGe
, UCoGe, URhGe, URu
Si
, UNi
Al
の内殻スペクトルは遍歴的な化合物の内殻スペクトルに類似しており、これらの化合物ではU 5
電子はよく混成していることを示している。一方でUPd
Al
及びPt
の内殻スペクトルはこれらのスペクトルとは異なっており、U 5
電子は電子相関効果が強いことを示している。
川崎 郁斗; 藤森 伸一; 岡根 哲夫; 保井 晃; 斎藤 祐児; 山上 浩志*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦*
Journal of the Physical Society of Japan, 80(12), p.124710_1 - 124710_5, 2011/12
被引用回数:6 パーセンタイル:42.34(Physics, Multidisciplinary)軟X線角度分解光電子分光の手法を用いて、反強磁性を示すU(RuRh
)
Si
の電子構造の研究を行った。実験の結果U 5
電子は遍歴的な性質を持っており、エネルギーバンド及びフェルミ面の形成に参加していることが明らかになった。この結果は反強磁性が遍歴U 5
電子によるスピン密度波であることを示している。観測されたバンド構造とフェルミ面はURu
Si
と同様であり、反強磁性の秩序波数ベクトル
=(1,0,0)がURu
Si
の隠れた秩序相の秩序波数ベクトルである可能性を示唆している。
保井 晃; 藤森 伸一; 川崎 郁斗; 岡根 哲夫; 竹田 幸治; 斎藤 祐児; 山上 浩志; 関山 明*; 摂待 力生*; 松田 達磨; et al.
Physical Review B, 84(19), p.195121_1 - 195121_6, 2011/11
被引用回数:8 パーセンタイル:34.53(Materials Science, Multidisciplinary)われわれは、最近になって完全なYb2価物質ではないことがわかった、YbCuGe
のバンド分散及びフェルミ面を、軟X線角度分解光電子分光を用いて3次元的に調べた。それにより、有限の4
成分を持ったバンドがフェルミ準位にかかっており、フェルミ面の形成に関与していることを明らかにした。そのことは、YbCu
Ge
は価数揺動物質であるという最近の報告と合致している。また、得られた価電子帯のバンド分散やフェルミ面は局所密度近似(LDA)をもとにした相対論的バンド計算でよく説明できることがわかった。これらの結果から、LDA計算はYbCu
Ge
をはじめとするYb2価に近い物質の電子状態の理解において、よい出発点であることが示唆される。