放射光第 13巻第 4 号

329(2000年)の結晶場分裂である。 Figure l(b) は，

新博士紹介

SXES スベクトルの励起光依存性を示す。励起光に不変である縦波断線は，Ti3d の蛍光成分を表しており，価電子帯において Û2p

仁氏名樋口透(東京理科大学)

2. 提出論文大学東京理科大学と Ti 3d が混成していることを意味している。図中の矢印

3. 学位の種類博士(理学)4. 所得年月日 2000年 3 月

は，励起光と同じエネルギーを持つ弾性散乱，弾性散乱の5. 提出題目

動きに付随した α， ß， y は非弾性散乱である。

ElectronicStructureo
f Carrier可iopedSrTiStudied by Soft-lιray Spectro糊scopy (軟 X 線分光による Carrier欄dopedFigure1(b) の α， ß， y の起源を明らかにするために，横軸をラマンシフトで書いたものを Fig.2(a) に示す。図中の O 点は弾性散乱を表し， 3 つの破断線で示した α， β， yは，弾性散乱と常に同じラマンシフトエネルギーを持つ非SrT iû 3 の電子構造の研究)

6. 要旨

弾性(軟 X 線 Raman) 散乱であることがわかる。比較の〔序論〕ペロブスカイト型酸化物 SrTiû3 は， Sr2 + サイト

ために，への La 3 +のドーピンクホ (LaxSr1-xTiû3) により，金属一2p から Ti 3d への遷移 (CT 遷移)に対応する光伝導スペクトルを Fig. 2(b) 示しており， SXES スベ

絶縁体 (M-I) 転移を生じる o X く 0.05 ， 0.95 く広三二1. 0 では

クトルの α， β， y の構造と一致していることから， CT 遷絶縁体であり， 0.05ζ広三三 0.95 では金属である。この系は，移によって生じた Raman 散乱であることがわかる。一方，Hall 効果@光電子分光の結果から，Fig.2(b) の 2.2eV 付近に構造が観測されており， ιd 遷

ドープした La は Ti

3d-band に入っていることがわかっており ， d 系のバン
O

ド絶縁体

(SrTiÛ3) から，金属状態を経て ，d1系の移によって生じた軟 X 線 Raman 散乱を表している 6) 。

Figure3(a) は， eg 励起 (Fig. 2(a) の C) における Lax

Mott 絶縁体 (LaTiÛ3) に変化する o X ミ 0.95 の Mott 転移

Sr1-xTiû 3 のドープ量 (x) 依存性を示す。 geV 付近は，

は ， d 電子関の Coulomb エネルギー (Udd)

蛍光と CT 遷移による軟 X 線 Raman 散乱が重なった構造と 1 電子バンド幅 (W) の相対的な変化によるものと期待されている。
この物質の輸送特性については，

Y.Tokura ら 1，2) によっである。 2.2eV 付近に観測される構造 (δら)は，Ti3d聞の d-d 遷移に対応しているため，強度変化は，光電子分て盛んに研究されており， Mott 転移近傍において，電子光の結果と同様に z のドープ量に比例して増加している o比熱と Drude model から求められた有効繋量が増大する

ðe g は ， Ti2p から eg-subband へ励起されると，中間状態ことから，電子相関の寄与が示唆されている。光電子分光

で%から e g への励起を伴うため，終状態では t2gーら間のによる電子状態の研究3) では， 3.2eV のバンドギャップ内エネルギー損失分が軟 X 線 Raman 散乱として観測されに EF 直上の準粒子ピーク ， EF から1. 5eV に lower-Hub­る。つまり， eg 励起による 2.2eV の δらの位置は結品場

bardband が見つけられている。 La が z ミ 0.95 で，準粒子分裂 (10Dq) を与えていることになる 6) 。

ピークの強度は減少し，見かけ上バンドギャップが開いて、、ーム、oxufoJζUJr3“.
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424、い。本研究の目的は ， x S;; 0.10 において，軟 X 線発光分光

TAL

影響されやすいため，電子相関の正確な見積もりができなJ〉川口田口出一戸口同しかしながら，光電子分光より得られる結果は， lowerｭHubbardband しか見ることが出来ず，また，表面状態にペ、匂3n)JJ伊いる様子が確認されている。

(軟 X 線励起による電子ラマン散乱)実験から，バルクの電子状態を研究することである。
【実験〕一般に，軟 X 線発光分光 (SXES) スペクトルは，光電子より平均自由行程が大きく，表面状態に影響せず，かつ，双極子遷移に従うため明確な選択則を持つので，部分状態密度を知ることができるといった利点を持つ 4) 。
SXES の測定は，米国の Advanced

LightSource (ALS)の BL8.0 で行った 5)0 SXES 分光器の分解能は， hν 口 390eV でLl E=0.5 eV であり，横軸は， Ti-metal の吸収(XAS) 及び SXES スペクトルを測定することにより補正した。
445【結果】 Figure l(a) は， LaO.
10SrO.
90Tiû3 の Ti 2p 領域のXAS スベクトルを示す。図中の A~E は， SXES 測定の450455460EmissionEnergy(eV)

励起点を表している。主として， 4 つの構造から成り，そFigure1. (a)Ti2pXASspectrumand(b)Ti2pSXESspectraofSro.
90Lao.
l0Ti excitedatvariou
sphotonenergiesindicatedinFig.
1

れぞれ L3 (2P3/2) と L2 (2P1/2) のスピン軌道分裂と t2g とら(a).

‑47‑(C) 2000 The Japanese Society for Synchrotron Radiation Research

330

放射光(a)

第 13巻第 4 号(2000年)

(a)

‑
10‑
15(b)
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~司 12‑
10‑
5PhotonEnergy(eV)ー 15‑
8‑
4RamanS
hift(eV)Figur
e2. (a)TheTi3d• 2p SXESspectrapresentedastherelaｭb)Opt
icalconduひtiv
eemissionenergytothee
lasticscatter
ingand(tivityspectrumo
fSro.9oLao. lOTi03 ・Figur
e3. Comparisonof(a)eg‑resonanceand(b) t‑resonance2g
Ti03(x ζ0.10) .
SXESspectr
aofLaSrl‑xx

では 10Dq を ， t2g への励起では Udd/2 の物理量を与える。

Figure3(b) は ，

弘t:2勾g 励起(ぽFi注g.2
似(aω) の B) における

La のドープ量と共に 10Dq は増加するが ，Udd/ 2 は変化し

勾Lax Srl.
トト砂附即mサωω白嶋柳制餅白- 附ない。これは，広三二 0.1 の輸送特性及び X 線回折の結果をは，中関状態で t2g 関の遷移(言い換えれば ， lower帽Hub­裏付けている。

bardband から Fermi 準位上の準粒子バンドへの遷移)であるため， δ t2g の位置は電子相関 (Udd /2) を与えている。一方，図中の O 点での強度はドープ量依存性を示している。これは，弾性散乱の他に，光伝導スペクトルに対応する準粒子聞の遷移が，分光器の分解能(L1 E 口 0.5 eV)のため，重なっていることを示唆している 6) 。

【考察〕以上の結果より，

LaxSrl‑xTi03 (x::;;O.l) のSXES スベクトルを澗定し，光伝導スベクトルと一致するCT 遷移による軟 X 線ラマン散乱が観測された。さらに，

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ιd 遷移による軟 X 線ラマン散乱も観測され，らへの励起‑48‑(受付番号00056)