• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Improving efficiency and resolution of scanning tunneling spectroscopy with sparse modelling

Publicly Offered Research

Project AreaInitiative for High-Dimensional Data-Driven Science through Deepening of Sparse Modeling
Project/Area Number 16H01534
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionKanazawa University (2017)
The University of Tokyo (2016)

Principal Investigator

吉田 靖雄  金沢大学, 数物科学系, 准教授 (10589790)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywordsスパースモデリング / 圧縮センシング / 走査トンネル顕微分光 / 準粒子干渉 / 走査プローブ顕微鏡 / 物性実験 / 画像 / 機械学習 / 走査トンネル分光
Outline of Annual Research Achievements

極低温走査トンネル顕微鏡を用いて金の(111)面で広いエネルギー領域での準粒子干渉(QPI)計測を行い,このデータに対してLASSOによる解析を行い,QPIの真髄である電子の分散関係に対して同様な解析を行った.まずは,LASSOによってどの程度ノイズが除去されるかを調べるために,データを間引かずに解析を行った.その結果,従来的FTよりもノイズが下がり,細い線幅の二次曲線が得られた.次に,実空間でランダムにデータを減らした解析も行い,単一エネルギーで行った場合と同じような結果が得られるかどうかの検証を行なった.その結果,ランダムにデータを間引いてもどうようの二次曲線が得られることがわかった.さらに,既存のデータをダウンサンプリングした数値解析だけではなく,ランダムQPI計測プログラムを作成し,異なる条件(測定時間,測定領域の広さ)におけるランダムQPI計測を金の(111)面で行った.その結果に対し,まずは,従来的な最小二乗法による解析を行い,エネルギー分散の見積もりを行なった.その結果,測定範囲を広げることで,分散の線幅が細くなり,実計測においても波数空間の高精度化が行えることが明らかになった.この結果は, 実質的に計測の高速化が行えることも示唆している.これらのデータに対して,LASSOによる解析を行い,ノイズの十分に除去された高分解の分散曲線が得られるかどうかの検証を行っている.

Research Progress Status

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成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

    (36 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 12 results) Book (1 results) Remarks (3 results)

  • [Int'l Joint Research] カリフォルニア大学 アーバイン校(米国)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] 国立シンガポール大学(シンガポール)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Academia sinica/国立清華大学(台湾)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Journal Article] Bulk ferromagnetic tips for spin-polarized scanning tunneling microscopy2019

    • Author(s)
      Haze Masahiro、Yang Hung-Hsiang、Asakawa Kanta、Watanabe Nobuyuki、Yamamoto Ryosuke、Yoshida Yasuo、Hasegawa Yukio
    • Journal Title

      Review of Scientific Instruments

      Volume: 90 Issue: 1 Pages: 0137041-5

    • DOI

      10.1063/1.5063759

    • NAID

      120006607263

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Role of the substrate in the formation of chiral magnetic structures driven by the interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction2017

    • Author(s)
      Masahiro Haze, Yasuo Yoshida, Yukio Hasegawa
    • Journal Title

      Phys. Rev. B, Rapid communications.

      Volume: 95 Issue: 6 Pages: 060415-060415

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.060415

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Compressed Sensing in Scanning Tunneling Microscopy / Spectroscopy for Observation of Quasi-Particle Interference2016

    • Author(s)
      Yoshinori Nakanishi-Ohno, Masahiro Haze, Yasuo Yoshida, Koji Hukushima, Yukio Hasegawa
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 85 Issue: 9 Pages: 093702-093702

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.093702

    • NAID

      210000134067

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] スピン分解走査トンネル顕微鏡による表面磁性の研究2018

    • Author(s)
      吉田靖雄
    • Organizer
      2018年日本表面真空学会学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] トンネルギャップ依存イメージングで明らかにする軌道自由度の物理2018

    • Author(s)
      吉田靖雄
    • Organizer
      2018年日本表面真空学会学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Surface-induced orbital ordering in a strongly-correlated superconductor revealed by gap-dependent scanning tunneling microscopy2018

    • Author(s)
      Yasuo Yoshida
    • Organizer
      14th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures (ACSIN-14) & 26th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM26)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 鉄系超伝導体FeSexTe1-xの電子ネマティック量子臨界点近傍における電子状態と超伝導ギャップ2018

    • Author(s)
      吉田靖雄
    • Organizer
      表面界面スペクトロスコピー2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 鉄カルコゲナイド超伝導体FeSe0.6Te0.4単結晶の走査トンネル顕微・分光測定2018

    • Author(s)
      吉田靖雄, Hsiang Yang, 寺尾耕太郎, 柏木隆成, 門脇和男, 長谷川幸雄
    • Organizer
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 鉄系超伝導体FeSexTe1-xの電子ネマティック量子臨界点近傍における電子状態と超伝導ギャップ2018

    • Author(s)
      吉田靖雄, Hsiang Yang, 寺尾耕太郎, 柏木隆成, 門脇和男, 長谷川幸雄
    • Organizer
      物性研短期研究会「量子多体効果が生み出す液晶的電子状態」
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Advanced scanning tunneling microscopy techniques for condensed matter researches: spin- and orbital-resolved STM2018

    • Author(s)
      Yasuo Yoshida
    • Organizer
      Academia Sinica, Condensed matter seminar
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Compressed sensing for efficient and high resolution measurements of quasiparticle interference2017

    • Author(s)
      Y. Yoshida, M. Haze, Y. Nakanishi-Ohno, K. Hukushima, M. Okada, Y. Hasegawa
    • Organizer
      Workshop on Informatics in advanced measurements - Practical use of information in the big data age
    • Place of Presentation
      物質材料研究機構、並木地区、WPI-MANA棟 1階 オードトリアム、茨城県、つくば市
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] スピン・軌道分解STMを用いた物性研究~カイラル磁性薄膜から重い電子系超伝導まで2017

    • Author(s)
      吉田靖雄
    • Organizer
      "金沢大学先魁プロジェクト「極限環境における新規ナノ・マイクロ物性の研究」主催ナノ・マイクロ物性研究会 "
    • Place of Presentation
      金沢大学自然科学5号館 第5講義室、石川県、金沢市
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] スピン・軌道分解STMを用いた物性研究~カイラル磁性薄膜から重い電子系超伝導まで2017

    • Author(s)
      吉田靖雄
    • Organizer
      マテリアルサイエンス系セミナー
    • Place of Presentation
      北陸先端科学技術大学院大学、石川県、能美市
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Atomic-scale spatial modulation of zero-bias conductance in CeCoIn52017

    • Author(s)
      Y. Yoshida, H. Kim, Y. Tada, Y. Hasegawa, M. Suzuki, Y. Haga, N. Tateiwa, Z. Fisk
    • Organizer
      American Physical Society March Meeting 2017
    • Place of Presentation
      Ernest N. Morial Convention Center, New Orleans, USA
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Orbital selectivity of scanning tunneling microscope for microscopic investigation on the heavy fermion compound CeCoIn52017

    • Author(s)
      Yasuo Yoshida
    • Organizer
      Condensed matter seminar
    • Place of Presentation
      Department of Physics, University of Florida, Gainesville, USA
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Nanoscale magnetometry on chiral magnetic surfaces and single magnetic atoms with spin-resolved scanning tunneling microscopy2017

    • Author(s)
      Yasuo Yoshida
    • Organizer
      Center for Nanophase Materials Sciences Seminar
    • Place of Presentation
      Oak Ridge National Laboratory, Oakridge, USA
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] "Atomic-scale visualization of surface-assisted orbital order in the heavy fermion compound CeCoIn5 "2017

    • Author(s)
      Yasuo Yoshida
    • Organizer
      Condensed Matter Sciences Seminar
    • Place of Presentation
      National High Magnetic Laboratory, Tallahassee, USA
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] スパースモデリングの走査トンネル分光への応用2016

    • Author(s)
      吉田靖雄
    • Organizer
      第81回先端計測オープンセミナー
    • Place of Presentation
      物質材料研究機構 千現地区管理棟1階 第1会議室、茨城県、つくば市
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Determination of the chirality of spin spiral magnetic structures on Mn thin films on W(110) by spin-polarized STM2016

    • Author(s)
      M. Haze, Y. Yoshida, Y. Hasegawa
    • Organizer
      20th International Vacuum Congress
    • Place of Presentation
      Busan exhibition convention center, Busan, Korea
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Visualization of Ce atoms and surface-induced ordering in the heavy-fermion compound CeCoIn52016

    • Author(s)
      Yasuo Yoshida, Howon Kim,Chi-Cheng Lee, Hsin Lin, Yoshinori Haga, Naoyuki Tateiwa, Zachary Fisk, Yukio Hasegawa
    • Organizer
      SPSTM2016
    • Place of Presentation
      千葉大学西千葉キャンパス、千葉県、千葉市
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Direct Visualization of Surface Phase of Oxygen Molecules Physisorbed on Ag(111) Surface: A Two-dimensional Quantum Spin System2016

    • Author(s)
      S. Yamamoto, Y. Yoshida, H. Imada, Y. Kim, Y. Hasegawa
    • Organizer
      15th International conference on molecule-based magnets:ICMM2016
    • Place of Presentation
      仙台国際センター、宮城県、仙台市
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 圧縮センシングによる準粒子干渉パターンにおけるエネルギー依存性の高精度推定2016

    • Author(s)
      土師将裕, 中西(大野)義典, 吉田靖雄, 福島孝治, 岡田真人, 長谷川幸雄
    • Organizer
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学、石川県、金沢市
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Ag(111)表面上に物理吸着した酸素分子の磁性2016

    • Author(s)
      山本駿玄, 吉田靖雄, 今田裕, 金有洙, 長谷川幸雄
    • Organizer
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学、石川県、金沢市
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] スピン偏極STMを用いたW(110)上のMn薄膜における詳細ならせん磁気構造の決定2016

    • Author(s)
      土師将裕, 吉田靖雄, 長谷川幸雄
    • Organizer
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学、石川県、金沢市
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] CeCoIn5劈開表面において誘起された軌道秩序の実空間観察2016

    • Author(s)
      吉田靖雄, Howon Kim, Chi-Cheng Lee, Tay-Rong Chang, Horng-Tay Jeng, Hsin Lin, 芳賀芳範, 立岩尚之, Zachary Fisk, 長谷川幸雄
    • Organizer
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学、石川県、金沢市
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 表面において誘起される軌道秩序の実空間観察2016

    • Author(s)
      吉田靖雄, Howon Kim, Chi-Cheng Lee, Tay-Rong Chang, Horng-Tay Jeng, Hsin Lin,芳賀芳範, 立岩尚之, Zachary Fisk, 長谷川幸雄
    • Organizer
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学、石川県、金沢市
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] NbSe2の超低温・面内強磁場におけるSTM/STS2016

    • Author(s)
      蛯沢貴, 土師将裕, 吉田靖雄, 河江達也, 寺尾耕太郎, 柏木隆成, 門脇和男, 長谷川幸雄
    • Organizer
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学、石川県、金沢市
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 準粒子干渉の圧縮センシングと交差検証法2016

    • Author(s)
      中西(大野)義典, 土師将裕, 吉田靖雄, 福島孝治, 長谷川幸雄, 岡田真人
    • Organizer
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学、石川県、金沢市
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] スピン分解走査トンネル顕微鏡による表面磁性の研究2016

    • Author(s)
      吉田靖雄
    • Organizer
      "日本表面科学会関東支部 第4回関東支部セミナー 表面・薄膜分析シリーズ Vol.2 走査型プローブ顕微鏡のフロンティア ~実用材料表面計測入門から最新物性問題への挑戦まで~"
    • Place of Presentation
      東京大学理学部、化学館、5階講堂、東京都、文京区
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Book] Comprehensive Nanoscience and Nanotechnology, 4.04 - Nanoscale Magnetic Imaging2019

    • Author(s)
      Yukio Hasegawa, Masahiro Haze and Yasuo Yoshida
    • Total Pages
      13
    • Publisher
      ELSEVIER
    • ISBN
      9780128122969
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      https://yoshidalab716742948.wordpress.com/talks/

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 準粒子干渉計測の高速化・高精度化

    • URL

      http://hasegawa.issp.u-tokyo.ac.jp/hasegawa/Welcome/entori/2016/8/12_entori_1.html

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] スパースモデリングにより電子のさざなみを見る

    • URL

      http://www.issp.u-tokyo.ac.jp/issp_wms/DATA/OPTION/release20160812.pdf

    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-04-26   Modified: 2022-02-16  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi