物質中の電子の広がりを可視化脱レアアース磁性材料に期待：光電子を通じた電子の軌道混成状態の観測

2019/07/29
Motor Fan illustrated編集部

直線偏光制御硬X線光電子分光測定の概略図とβ-YbAlB4におけるYb 4f電子の電荷分布

【図1 偏光制御硬X線光電子分光測定の概略図】a) 硬X線の発生から光電子検出までの概略図。理研ビームラインBL19LXUでは、電場成分が水平方向に偏光した硬X線を発生させることができる。垂直方向に偏光させる場合は、図のように光路にダイヤモンド位相子を2枚置く。 b) 試料台と試料の回転方向。試料台を回すθ回転（360°）と、試料を回すφ回転（90°）が可能。

【図2 偏光制御硬X線光電子分光の測定結果と計算結果】a) 実験時の硬X線、試料、光電子分析器の配置と試料の回転方向。硬X線の進行方向と光電子検出器方向は水平面内にある。b軸は、紙面に垂直な方向である。 b) φ = 0°における各θでの偏光制御硬X線内殻光電子分光の測定結果。 c) θ = 60°における各φでの偏光制御硬X線内殻光電子分光の測定結果。 d) 測定結果と合致する4f電子の波動関数を局在電子モデルで計算した結果。

【図3 β-YbAlB4におけるYb 4f電子の電荷分布と隣接するホウ素とアルミニウム】aは測定結果から推測される4f電子の電荷分布、bは局在電子モデルにおけるJz = ±5/2純状態の場合の4f電子の電荷分布。bの電荷分布は隣接するホウ素の方向に延びていることから、ホウ素に由来する伝導電子と混成してaのように球状に近くなっていると推測される。透明な赤い球はイッテルビウムを表す。

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