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層状物質の可変偏光・可変励起エネルギー光による高分解能角度分解光電子分光

Publicly Offered Research

Project AreaScience of Atomic Layer Systems
Project/Area Number 16H00913
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

田中 慎一郎  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (00227141)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords電子格子相互作用 / グラフェン / ARPES / HREELS / フォノン / 物性実験 / 表面・界面物性 / 光物性 / 原子層科学 / 角度分解光電子分光 / 高分解能電子エネルギー損失分光 / ディラックコーン / 偏光 / グラフェン・ナノカーボン / シンクロトロン放射光
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、主として二つの点で成果を収めた。1)SiC上のグラフェンにおける電子フォノン散乱における・層数依存性および・角度依存性に関する角度分解光電子分光(ARPES)による研究、および2)グラファイトおよびCu上のグラフェンに関する高分解能電子エネルギー損失分光(HREELS)による研究、である。1)については、合成班名大楠研との共同研究を行い、多層グラファイトと、単層・2層グラファイトにおいて、TO(面内光学)フォノンによる散乱は非常に相似しているのに対し、ZO(面外光学)フォノンによる散乱では大きな違いがあることが明らかになった。これは電子フォノン散乱がグラフェンの面間相互作用による電子状態の変化に対応して変化することを実験的に明確に示しており、電子格子相互作用の素過程の理解において重要な一歩である。2)については、合成班九大吾郷研との共同研究であり、ドイツ・ユーリッヒ総合研究所PGI-3で国際共同研究でもある。新型の角度分解型HREELS装置を用いて、2-a)グラファイトと金属上のグラフェンにおいて、フォノン分散はほとんど一致しているが、音響型フォノンおよびK点付近のTOフォノンのみでそれぞれ異なること、2-b)グラファイトの非占有バンド間での電子フォノン散乱の強度、すなわち電子格子相互作用のマトリックスエレメント強度がエネルギー・運動量まで含めて分解した形で検出できること、を示した。これらはグラフェンにおける格子に関する基本的な物理量を求めたものであり、重要な成果といえる。1)については論文を投稿済みであり、2-a,b)については現在ドイツの研究グループとの緊密な連絡を元に論文作成中である。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] ユーリッヒ総合研究所 PGI-3(ドイツ)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] Direct observation of the electron-phonon coupling between empty states in graphite via high-resolution electron energy-loss spectroscopy2017

    • Author(s)
      1.S. Tanaka, K. Mukai and J. Yoshinobu
    • Journal Title

      Phys. Rev. B.

      Volume: 95 Issue: 16 Pages: 165408-165408

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.165408

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      2017 Annual Research Report 2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phonon-assisted indirect transitions in angle-resolved photoemission spectra of graphite and graphene2016

    • Author(s)
      Pourya Ayria, Shin-ichiro Tanaka, Ahmad R. T. Nugraha, Mildred S. Dresselhaus, and Riichiro Saito
    • Journal Title

      Phys.Rev. B.

      Volume: 94 Issue: 7 Pages: 075429-075429

    • DOI

      10.1103/physrevb.94.075429

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Liquid-phase growth of few-layered graphene on sapphire substrates using SiC micropowder source2016

    • Author(s)
      Takahiro Maruyama, , Yutaka Yamashita, Takahiro Saida, Shin-ichiro Tanaka, Shigeya Naritsuka
    • Journal Title

      Journal of Crystal Growth

      Volume: 11 Pages: 053-053

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2016.11.053

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] “Direct probing of the electron-phonon scattering in graphite by high-resolution electron energy loss spectroscopy”2018

    • Author(s)
      S. Tanaka
    • Organizer
      The 21st SANKEN International Symposium
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] グラフェンディラックコーンからの光電子放出におけるラセン構造の観察2017

    • Author(s)
      田中慎一郎,  Eike Fabian Schwier, 島田賢也
    • Organizer
      日本放射光学会
    • Place of Presentation
      ホテルリブマックス神戸
    • Year and Date
      2017-01-07
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  • [Presentation] “Helix structure in the photoelectron intensity from the Dirac cone of graphene”2017

    • Author(s)
      S. Tanaka, E.F. Schwier and K. Shimada
    • Organizer
      NT17 (18th international conference on the science and application of nanotubes and low-dimensional materials)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] “Direct probe of the electron-phonon coupling among the empty states in graphite by means of the high-resolution electron energy loss spectroscopy”2017

    • Author(s)
      S. Tanaka, K. Mukai and J. Yoshinobu
    • Organizer
      The 8th International Symposium on Surface Science (ISSS-8)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Direct observation of the electron-phonon coupling between empty states in graphite via high-resolution electron energy loss spectroscopy2017

    • Author(s)
      S. Tanaka, K. Mukai and J. Yoshinobu
    • Organizer
      ISSP International workshop surface and Interface Spectroscopy 2017, Forefront of Molecular Dynamics as Surfaces & Interface: From a single molecule to catalytic reaction
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Electron scattering by the inter-layer phonon in epitaxial graphene on SiC and graphite probed by the angle-resolved photoelectron spectroscopy: Dependence on the number of graphene layers2017

    • Author(s)
      Shin-ichiro Tanaka, Tomo-o Terasawa, Michiko Kusunoki, Shin-ichiro Ideta and Kiyohisa Tanaka
    • Organizer
      International Symposium on epitaxial graphene 2017
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  • [Presentation] 電子格子相互作用の素過程の高分解能ARPESによる検出2017

    • Author(s)
      田中慎一郎
    • Organizer
      物性研短期研究会「光電子分光の新しい地平」
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      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 高分解能電子エネルギー損失分光によるグラファイトにおける電子格子相互作用の直接検出2017

    • Author(s)
      田中慎一郎 向井孝三 吉信淳
    • Organizer
      真空・表面科学合同講演会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 新型角度分解高分解能電子エネルギー損失分光によるフォノン物理:グラファイトおよびグラフェンのフォノン分散の測定2017

    • Author(s)
      田中慎一郎, F.C. Bocquet, M. Franke, F. S. Tautz, 河原憲治,吾郷浩樹
    • Organizer
      日本物理学会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] HREELSにおける新しい散乱機構:グラファイトの電子フォノン散乱の検出2017

    • Author(s)
      田中慎一郎、向井孝三、吉信淳
    • Organizer
      第2回ナノスケール研究会
    • Place of Presentation
      弘前大学
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Direct probe of the electron-phonon coupling among the empty states in graphite by means of the high-resolution electron energy loss spectroscopy2016

    • Author(s)
      田中慎一郎、向井孝三、吉信淳
    • Organizer
      物性研短期研究会「原子層上の活性サイトで発現する局所機能物性」
    • Place of Presentation
      東大物性研
    • Year and Date
      2016-12-20
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] グラフェンディラックコーンからの光電子放出におけるスパイラル構造2016

    • Author(s)
      田中慎一郎,  Eike Fabian Schwier, 島田賢也
    • Organizer
      日本表面科学会学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2016-11-29
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] グラフェンディラックコーンからの光電子放出におけるスパイラル構造2016

    • Author(s)
      田中慎一郎,  Eike Fabian Schwier, 島田賢也
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2016-09-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Direct probing of the electron-phonon scattering in the graphene and graphite by the use of the angle-resolved photoelectron spectroscopy2016

    • Author(s)
      Shin-ichiro Tanaka
    • Organizer
      12th Asian International Seminar on Atomic and Molecular Physics (AISAMP12)
    • Place of Presentation
      Changchun(長春), China
    • Year and Date
      2016-09-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Direct probing of the electron-phonon scattering in graphene: detection of the phonon-dispersion by the angle-resolved photoelectron spectroscopy2016

    • Author(s)
      Shin-ichiro Tanaka
    • Organizer
      39th International Conference on Vacuum Ultraviolet and X-ray Physics (VUVX2016)
    • Place of Presentation
      Zurich, Switzerland
    • Year and Date
      2016-07-03
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluation of the spin orbit interaction in the 5d valence band of the Au film and the Si(111)‐sqrt(3)×sqrt(3)‐Au surface: A study by the Auger‐electron photoelectron coincidence spectroscopy2016

    • Author(s)
      Shin-ichiro Tanaka
    • Organizer
      39th International Conference on Vacuum Ultraviolet and X-ray Physics (VUVX2016)
    • Place of Presentation
      Zurich, Switzerland
    • Year and Date
      2016-07-03
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Probing of the dispersion of the phonon that couples with the Dirac electrons in graphene: an ARPES study2016

    • Author(s)
      Shin-ichiro Tanaka
    • Organizer
      International Conference on Low-Energy Electrodynamics in Solids. (LEES2016)
    • Place of Presentation
      ホテルラフォーレ琵琶湖(滋賀県)
    • Year and Date
      2016-05-29
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2016-04-26   Modified: 2018-12-17  

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