262放射光第 13巻第 3 号て行った。実験方法は，しきい光電子一光イオンコインシ

新博士紹介仁(2000年)

デンス法 (Threshold

氏名古井裕(現:物質構造科学研究所 COE 研究員)

PhotoElectron Photolon Coinci暢

dence: TPEPICO) である。突験装置の概観を Fig.l に示す。しきい光電子分光法とは，当てる光のエネルギーを2. 論文提出大学筑波大学大学院
3. 学校種類博士(理学)4. 取毎年月 1999年 3 月

ベクトルを得る方法である。通常の光電子分光と比べ，低5. 題関エネルギー電子を分析することや，生成されたすべてのしスキャンしていき，エネルギー準位が存在するところでのみ出てくる，運動エネルギーが零の電子だけを捕獲してスrVibrationallyResolvedTPEPICOSpectraofKr
XeAndTheP
redissociationoftheC21/2
StatesofKrtandXe幻

きい電子を捕獲できることなどによって格段に分解能が鍾れている。しきい光電子分析器としては，我々のグループ

6. 要旨

でこれまで活用し，様々な成果を上げてきた浸みだし電場

く序論> KrXe は，希ガス原子が弱いファンデルワー Jレス型しきい光電子分析器を用いた。これは，アースされた力によって結びついた希ガスクラスターと呼ばれるもののscreeningelectrode の中心の小さな穴から， extractor に一つである。ファンデルワールス分子の振る舞いが分かる

かけた電圧によって弱い電場が浸みだしてきて，これによという物理学的興味から希ガスクラスターの研究は古くかってしきい光電子だけを捕獲するというものである。このらなされてきたが，とくに近年希ガスダイマーの研究が飛分析器の分解能は現存するあらゆるしきい光電子分析器の躍的な進歩を遂げている。希ガスダイマーのうち，希ガス中で最も優秀である。 TPEPICO では飛行時間分析された

等核ダイマーの実験的，理論的研究はこれまでに数多くなイオンが必要であるため，本研究では screening electｭ

されているが，希ガス異核ダイマーの研究は希ガス等核ダrode に電位を与え，イオン化領域に 2V/cm ほどの電場イマーほどには進んでいない。しかし，対称性が崩れるたを与えている。こうして，光イオンは飛行時間 (TOF)

めに希ガス異核ダイマーは希ガス等核ダイマーとは異なる型イオン質量分析器によって分析され，得られたしきい光振る舞いを示すことが予測され，それがポテンシャルカー電子とイオンの信号をそれぞれ TAC のスタートおよびスブなどにどのような影響を及ぼすのかと言うことは非常にトップ信号として，興味深い問題である。比較的少ない希ガス異核ダイマーのることによって，ある分子種一今回では KrXeーから放出

しきい光電子と光イオンの同時性を取研究の中でも， KrXe+ についての研究は非常に少なく，されたしきい光電子のみによるスベクトルを得ている。

光イオン化断面積の測定から基底電子状態のイオン化ポテ

く結果と考察〉測定は，解離極限の間隔ごとに行った。第ンシャルが求まり 1 ，2) ，また emission スベクトルの測定に一解離掻限より低エネルギーの領域における KrXe の

よって 2 つの振動状態について振動構造が研究されてい

すPEPICO スペクトル中に二つの振動プ口グレッションをる 3) ほか，目立った研究成果はあがっていない。今回我々観測した。一つは 33 本ものピークが観測されたことと，は， Kr や Xe のイオン化エネルギー領域にある 6 つの電より低エネルギー側に存在していることから，基底状態で子状態すべてについて，振動スベクト jレを初めて観測し，ある X 1/2state に同定し振動定数を求めた。また，同時それを解析して譲動定数を求め，さらに Morse 関数を用に求められたイオン化ポテンシャル (IP) の値はこれまいてこれらの電子状態のポテンシャ jレカーブを描いた o

でに求められていた値1，2) によく一致した。 X 1/2state のくKrXe+ の性質> KrXe+ に眼らず，希ガス異核ダイマー

振動定数は今回の研究によって初めて決定することができ

イオンは原子のイオン化エネルギー領域に 6 つの電子状た。また，もう一つ振動プログレッションを塾している態を持つことが量子力学的に予測されている。重い方の原7 本のピークを A 1 3/2state~こ同定し，振動定数と IP を子を X， 軽い方の原子を Y と置くと，第一解離極限は原子 X のイオンの基底状態と原子 Y の基底状態の組み合わせであり ，x +(2P3/2)+y(lS 0 ) と表される。この第一解決定した。求めた振動定数は Tsuji eta.3) の結果と非常にlよく一致していた。しかし， Tsuji らは emission スベク離極限に関連して，二つの電子状態があることが予測され，X1/2state , A13/2state と名付けられている。ここで， Xはそれが基底電子状態であることを示し，励起電子状態はそれぞれ A， B ， C ，…と名付けられる。また， 1/2 や 3/2 という数字は，全角運動量 J を表している。同様にして，第+二解離極娘 x +(2Pl/2tate) y(lS 0 ) に関連して A 2 1/2s+が，第三解離極限 y+ (2P3/2) X(lS 0 ) に関連して B 1/2state と C1 3/2state が，さらに第四解離極限に関連して

Tube

C21/2state が存在することが予測されている。本研究でPhotonbeamは，これら 6 つの電子状態すべてについて振動プログレ

JiIjFくiッションを観測し理論計算による平衡核開距離の情報4)[J JJ~Iを利用してポテンシャルカーブを描いた。

Uャ→|lcm

く実験〉実験は， KEK-PF の BL-20A において， 3m 直入射型分光器で単色化された VUV (真空紫外光)を用い

Figure1. TheexperimentalsetupofthepenetrationfieldthresholdphotoelectronanalyzerandTOFionmassanalyzer.

‑52‑(C) 2000 The Japanese Society for Synchrotron Radiation Research放射光第 13巻第 3 号

263(2000年)

トルによる研究なので， IP は求められておらず，得られルによる研究しかされていないので， IP は今回初めて決た IP は今回の研究で初めて決定されたことになる。

定されたことになる。もう一つの振動プログレッションは第一，第二解離極限の関の領域における KrXe のTPEPICO スペクトル中に，一つの振動プログレッション

B 1/2state~こ同定し，振動定数と IP を求めた。 B 1/2state のスベクトルは今回初めて観測されたものであり，を観測した。我々はこれを A2 1/2state に同定し，振動定このため援動定数と世は今回初めて決定されたことにな数と IP を決定した。測定した TPEPICO スペクトルをる。

Fig.2 に示す。このスペクトルは今回初めて観測された第三，第四解離極限の聞の領域における KrXe のので，援動定数も IP も今回初めて決定されたことにな

TPEPICO スベクトル中に一つの振動プ口グレッションをる。この領域を測定している際， KrXe と同時に観測して観測した。我々はこれを C2 1/2state に同定し，振動定数いた Xe2 の TPEPICO スペクトルの中に，かつて我々がと IP を決定した。このスベクトルは今回初めて観測され(コインシデンスを取らない)しきい光電子分光法で観測たものなので，振動定数と IP は初めて決定されたことにした Xet の C2 1/2state のスペクトルが現れていないこなる。このように，観測した KrXe の TPEPICO スペクとを見出した。むしろ Xe の TPEPICO スベクトルの中にトルの解析から， Kr や Xe のイオン化エネルギー領域にXet の C2 1/2state らしいぜークが観測されたことかある 6 つの電子状態すべてについて，振動定数と IP を求ら ， Xet の C2 1/2state が前期解離を起こして，その解め，さらに， Morse 関数を用いてこれらの電子状態のポ離生成物が Xe の TPEPICO スペクトル中に混ざってきたテンシャルカーブを Fig.3 のように描いた。

可能性があるとしてこの件に関し独立して実験を行うこと

一連の KrXe の TPEPICO スペクト jレの測定が終わった後に ， Xet の C2 1/2state が前期解離を起こしているにし fこ。
第二，第三解離極限の開の領域における KrXe のことを確認するために，試料ガスを純粋な Xe ガスに変え

TPEPICO スペクトル中に二つの振動プログレッションがて， TOF スベクトルを測定した。 Xe+ のや3/2 状態や観測した。このうち，低エネルギー側に位置する振動プロ

Xet の C 1 3/2state に対応する TOF スペクトルはシャーグレッションの 9 本の振動準位間隔が Ts吋i ら 3) の得た Clプなピークを呈しているのに比べ ， Xet の C2 1/2state

3/2state の捺動準位間隅と非常によく一致したのでこちらを Cl 3/2state に同定し，振動定数と IP を決定した。
Cl3/2state も A 1 3/2state と同様に， emission スペクトに対応する TOF スベクトルは広くなだらかなピークを呈していた。このことは ， Xet の C2 1/2state が何らかの経路で前期解離を起こしたことによってイオン化領域で初速度を持っていたためであると考えられる。今回の実験か
ら経路を特定することはできないが ，Energy(eV)
13.
40300 寸アー

250

13.
3513.
30A2 12'state111,:..
1"'1;;介して前期解離を起こしたのではないかと予想される。向a)KrXe+987654321 y'=
OXet は B21/2state という非結合性の電子状態を持つので，この状態をC 1/2state様の現象は Krt の C2 1/2state でも確認されたが ， Art

150/ofXド100111
1 1111I/~ 1111 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1については確認されなかった。

r-r--r--r'-T, ‑,-- ,,----,

200,

今回の研究によって KrXe+ の 6 つの電子状態について

50
150100‑1b)Xピ

11111111111111111111111 150120000。

ω.
:Q0t‑'‑ 150、、、

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Cojo0.
.

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r(1S0)+Xe+(2P3/2)

100000

Wavelength (ﾂ)、Figure2. TheTPEP1COspectraofXe , X
e2andKrXea
ndtheenｭtirethresholdelectrons
pectrum.Thebar
spointedtheXe;C21/2iththestateintheallfigures.(a)TheTPEP1COspectr
aof 五rXe wdissociationproductsoftheXe;C21/2state.Thebarspointedthe+A21c)TheTPEP1COpeaksoftheobservedKrXe/2state.(b) , (sthedissociationproductsofthespectraofXeandXe2・ The Xe+iXe2C21/2state.(d)Thethresholdphotoelectronspectru
m.1
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s/
2stateo
fKrXe+ov
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heXe;C21/2shownt
hattheA21
state.

‑5395000

X1
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heMorsefunction.TheequilibriuminternucleardistancesarethevaluesobtainedbyHausamannandMorgr犯行)

264

放射光第 13巻第 3 号

分子定数が求められたことになり，他の希ガス等核ダイマーや異核ダイマーとの比較から，ファンデルワールス分子に関する詳細な物理学的な研究を進めていくことができると考えられる。
なお，本研究の内容は 1999年に The JournalofChemiｭ

calPhysics において発表した 5) 。

(2000年)

C
hem.P
hys.66 , 5737(1977).
.M.Dehmera
ndS.T.P
ratt:J.Chem.P
hys. 77 , 48042) P(1982).
3) M.Tsuji , M.TanakaandY.Nishimura:Chem.Phys.Lett.
262 , 349(1996).
.Hausamanna
ndH.Morgner:Mol.Phys.54 , 1085(1985).
4) D.Yoshii , T.Tanaka , Y.Morioka , T.HayaishiandK.Ito:J.
5) HChem.Phys.111 , 10595(1999).

参考文献1) C.Y.Ng , P.W.Tiedemann , B.H.MahanandY.T.Lee:].

(受付番号00050)

新博士紹介を採用し，蛍光と散乱の分離の由来を議論した。

1. 氏名井手捌(IBM 東京基礎研究所)
2. 論文提出大学東京大学
3. 学位種類博士(理学)4. 取得年月 2000年 3 月

結合軌道に由来)に加え，蛍光成分が再現されていること

5. 題目

図 i に計算結果を示す。自い棒で示したラマン成分(非がわかる。黒い棒は反結合性軌道の寄与で，これは最近観測された RXES の偏光依存性の実験結果2) と一貫している。なお，矢印は弾性散乱線の位置を示す。

Study on NonlocalEffectsinResonantX欄Ray EmissionSpectraofStronglyｭCorrelatedSystems

ラマン成分の出現に関しわれわれが提案した機構3) を図Theoretical

2 にまとめる。強い内殻正孔ポテンシャルが存在するにもかかわらず， RXES の中間状態には遍歴的な励起状態が6. 要旨存在している。このモードを通して，内殻から励起されたUまじめに】強相関電子系の面白さの多くは，局在性と遍電子は，隣接サイトへ散逸しうる。この過程は，歴性の競合がもたらす現象の多様性にあると言ってよい。と類似しており，それゆえスベクトルにおける対応，とり共鳴 X 線発光分光法 (RXES) は高輝度光源の進歩によ

わけ Q 依存性の小ささも理解される。って物性研究におけるその将来が非常に有望視される実験〔高温詔伝導体の Cu4p・・ ・-18 RXES における非局所連蔽効手法である。 RXES には種々の特徴があるが，理論的な果の実証〕上に述べた NXES 的共鳴散乱機構は，理論@NXES

観点からは，そのスベクトル関数が，電子系の並進対称性実験ともわが国で確立された新種の非局所効果である。一と局所点群の対称性の両方を同時に反映する点が興味深

方， X 線光電子スベクトル (XPS) の研究においては，い。上記の通りこの特徴は強相関系の研究に大きな意義をすでに 1993年に NiO および錦酸化物系に強い非局所遮蔽持つものと思われる。本論文は ， d 電子における遍歴一局効果が見出されている 4) 。とりわけ後者においては，在のこ菌性を， RXES の理論解析を通して表現することプしていない母物質において Zhang-Rice 1 重項 (ZRs)を主題として構成されている。この観点は，従来いわゆる形成に由来するゼークがスペクトルに強く現れるという点不純物問題の枠内で議論されてきた高エネルギー分光理論で興味深い。すなわちある Cu サイトに作られた 2þ 正孔

ドーの伝統を乗り越える試みであり，具体的には非局所効果

一一不純物模型では記述し得ない効果-ーに新たな知見を付け加えることが主たる目的である。本稿では，論文の中deg.

から 2 点に絞って主要結果を解説する。

20Od〔遷移金属酸化物における「蛍光的」共鳴散乱機構] 1996>。

〉、

年，手塚らは， Ti0 2 の Ti 3
d‑2 RXES において， 2 系統0)

込町

10~の異なった入射光エネルギー (Q) 依存性を持つスペクトはjco

ルの存在を報告した 1) 。ひとつは，わずかに Q にスベクト

キー'

ル形状が依存しつつ ， Q が上がるにつれ，なめらかに非O

ぷ=0.
.
.

共鳴の X 線発光スベクトル (NXES) に移行する成分でOある。これを「蛍光成分 J と名付ける。もうひとつは，--1 0>窓。

Q に比例して射出 X 線のエネルギーが変化してゆく成分

a:である。これを「ラマン成分J と名付ける。

iハU

このように Q 依存性において 2 成分に分離したスベクトルが現れるという事実は，不純物模型による議論からは説明できないため，新しい理論模型による研究が必要とされていた。われわれは並進対称性と dーd 相関を正しく取図 1りいれた最小模型として 1 次元の周期アンダーソン模型‑542 重縮退の周期アンダーソン模型により計算された Ti0 2d‑2pRXES (左;右は XAS) 。の Ti 3