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赤外磁気光学イメージングによる局所電子構造

研究報告コード R030000260
掲載日 2005年2月22日
研究者
  • 木村 真一
研究者所属機関
  • 岡崎国立共同研究機構分子科学研究所
研究機関
  • 岡崎国立共同研究機構
報告名称 赤外磁気光学イメージングによる局所電子構造
報告概要 磁性体などの物質は,低温で磁気相転移や構造相転移,超伝導転移が生じ,物質の性質(物性)が大きく変わる。その起源となっているのが物質中の電子の状態である。電子は一つの状態に1 つの電子しか存在できないために,電子が存在できる最大のエネルギーがあり,フェルミ準位と呼ばれている。磁性や伝導などの物性は,そのフェルミ準位の極近傍の電子状態が支配している。そこで,その電子状態の情報が得られれば,物性を担っている電子の性質がわかるはずである。特に,各種の相転移では電子状態の変化がきっかけになって起こっているものがあり,相転移の起源である電子状態を特定することは極めて重要である。このように,物質の状態が相転移によって変革する過程をフェルミ準位極近傍の電子状態の変化としてつぶさに観測できれば,極めて重要な情報が得られると考えられる。そのような観点から,フェルミ準位極近傍の電子状態を個別に励起できる赤外分光に着目した。特に相転移の途中で生じる相分離の状態は,極めて面積が小さく,顕微鏡的な観察が必要である。そのために,本研究では「赤外磁気光学イメージング」という実験手法を開発した。この装置は,シンクロトロン放射光(大型放射光施設SPring-8)からの赤外線の高輝度性と円偏光性を使い,顕微鏡分光と円偏光二色性を組み合わせて,磁場中の顕微赤外磁気光学分光および特定の構造に着目してイメージングを行うというものである。このことで,磁性体などの相転移途中の電子状態の変化を空間的に軌道モーメントを分離して調べることができる。
画像

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研究分野
  • 低温技術
  • 赤外・遠赤外領域の分光法と分光計
  • 電子構造一般
  • 超伝導体の物性一般
関連発表論文 (1) S. Kimura et al., “Collapse of Kondo Lattice in Ce1-xLaxPd3(x=0, 0.03)”, Physica B (in press).
(2) S. Kimura et al., “Optical reflectivity of the clathrate compound Ba6Ge25”, Physica B (in press).
(3) S. Kimura et al., “Infrared Spectroscopy under Extreme Conditions”, Physica B (in press).
(4) S. Kimura et al., “Optical and Magneto-Optical Studies on Electronic Structure of CeSb in the Magnetically Ordered States”, J. Phys. Soc. Jpn. 71 (2002) (in press).
(5) S. Kimura et al., “Charge Ordering Effect of Electronic Structure of Yb4(As1-xSbx)3”, J. Phys. Soc. Jpn. 71 Suppl. p.300 (2002).
(6) S. Kimura et al., “Temperature-Induced Valence Transition of EuNi2(Si0.25Ge0.75)2 Studied by Eu 4d-4f Resonant Photoemission and Optical Conductivity”, J. Phys. Soc. Jpn. 71 Suppl. p.255 (2002).
(7) S. Kimura et al., “Optical conductivity of diluted Kondo semiconductors Yb1-xLuxB12”, J. Phys. Soc. Jpn. 71 Suppl. p.303 (2002).
(8) S. Kimura et al., “Influence of electronic structure of CeSbNi0.15 on its optical conductivity”, Physica B 312-313, 251 (2002).
(9) S. Kimura et al., “Optical gap in the diluted Kondo semiconductors Yb1-xLuxB12: lattice and single-site effects”, Physica B 312-313, 157 (2002).
(10) S. Kimura et al., “Magneto-optical study of the colossal magnetoresistance pyrochlore Tl2Mn2O7”, Physica B 312-313, 714 (2002).
(11) S. Kimura et al., “Low-Energy Electronic Structure of Ce1-xLaxSb(x=0, 0.1) in the Magnetically Ordered States”, Physica B 312-313, 228 (2002).
(12) S. Kimura et al., “Low-Energy Optical Conductivity of Yb4As3”, Physlca B 312-313, 356 (2002).
(13) S. Kimura et al., “Spectroscopy Studies of Temperature-Induced Valence Transition Material EuNi2(Si1-xGex)2 around Eu 3d-4f, Eu 4d-4f and Ni 2p-3d Excitation Regions”, J. Phys. Soc. Jpn. 71, 148 (2002).
(14) S. Kimura et al., “Charge dynamics in the colossal magneto-resistance pyrochlore Tl2Mn2O7”, Phys. Rev. B 64, 180409(R) (2001).
(15) S. Kimura et al., “Temperature Dependence of Low-Energy Optical Conductivity of Yb4(As1-xPx)3(x=0, 0.05, 0.15)”, J. Phys. Soc. Jpn. 70, 2829 (2001).
(16) 木村洋昭,木村真一他,“SPring-8赤外物性ビームライン-BL43IR-の建設”,放射光 14, 250 (2001).
(17) S. Kimura et al., “Front end and optics of infrared beamline at SPring-8”, Nucl. Instrum. Meth. A 467-468, 437 (2001).
(18) S. Kimura et al., “Infrared spectromicroscopy and magneto-optical imaging stations at SPring-8”, Nucl. Instrum. Meth. A 467-468, 893 (2001).
(19) S. Kimura他, “Infrared beamline at SPring-8: design and commissioning”, Nucl. Instrum. Meth. A 467-468, 441 (2001).
(20) S. Kimura et al., “Optical conductivity of Yb1-xLuxB12: Energy gap and mid-infrared peak in diluted Kondo semiconductors”, Phys. Rev. B 62, R13265 (2000).
(21) S. Kimura et al., “Optical Study on Electronic Structure of Rare-Earth Sesquioxides”, J. Phys. Soc. Jpn. 69, 3451 (2000).
(22) S. Kimura et al., “Optical and magneto-optical studies on magnetic phase transition of CeSb and CeBi”, Physica B 281-282, 449 (2000).
(23) S. Kimura et al., “Energy gap evolution in the optical spectra of Kondo alloy system Yb1-xLuxB12”, Physica B 281-282, 280 (2000).
(24) S. Kimura et al., “Pseudogap formation in the intermetallic compounds (Fe1-xVx)3Al”, Phys. Rev. Lett. 84, 3674 (2000).
(25) S. Kimura et al., “Electronic structure in the magnetically ordered states of CeSb studied by magneto optical spectroscopy in the infrared region”, J. Phys. Soc. Jpn. 69, 647 (2000).
(26) 木村真一,“赤外域の円偏光放射光の利用-赤外磁気円偏光二色性-”,放射光 13, 62 (2000).
(27) S. Kimura, “Infrared Magnetic Circular Dichroism of Strongly Correlated 4f Election Systems with Synchrotron Radiation” Jpn. J. Appl. Phys. 38 Suppl. 38-1, 392 (1999).
研究制度
  • さきがけ研究21 「状態と変革」領域
研究報告資料
  • 木村 真一. 赤外磁気光学イメージングによる局所電子構造. 「さきがけ研究21」「状態と変革」研究領域 第3回終了報告会 講演要旨集(研究期間:1999-2002),2002. p.6 - 8.

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