2015 Fiscal Year Annual Research Report
電子構造の完全理解のための角度分解逆光電子分光の高分解能化と物質科学への応用
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15H03676
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
木村 真一 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (10252800)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 尚人 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教 (60377918)
大坪 嘉之 大阪大学, 生命機能研究科, 助教 (70735589)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 強相関電子系 / 電子構造 / 光電子分光 / 逆光電子分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，磁性や伝導などの固体物質の機能性をミクロな電子構造を観測することにより明らかにするために，現在高い分解能で電子占有状態のバンド分散が測定可能な角度分解光電子分光に匹敵するエネルギー分解能で非占有電子状態を観測する事ができる，高分解能角度分解逆光電子分光法（ARiPES）を開発し，固体物質に応用することを目的として研究開発を行っている。
初年度である本年度では，ARiPESに必要な高輝度電子源の開発と真空紫外分光系の性能評価を行った。高輝度電子源開発では，GaAsP/GaAs歪超格子をフォトカソード源とした電子源を設計・制作を行った。現在のところ，電子源の超高真空チャンバーを立ち上げ，真空度が本研究で使用可能な1E-9Pa台に達していることが確認できた。また，フォトカソード励起用レーザー導入光学系，およびフォトカソード活性化および量子効率測定のためのカソード準備装置の設計を進め，次年度はじめに製作依頼を行う予定である。次年度は，これらの装置が準備次第，フォトカソードのテストを進める計画である。
並行して，真空紫外分光系の性能評価を行った。真空紫外分光系は，焦点距離20cmの瀬谷波岡型分光器とX線CCD検出器とからなる。この分光系のエネルギー分解能と検出効率の光量子エネルギー依存性を，分子科学研究所シンクロトロン光UVSOR-IIIの真空紫外光を使って調べた。その結果，光量子エネルギー約20eVでエネルギー分解能約50meVでの測定が可能であることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の主要な研究課題であった高輝度電子源装置の設計が完成し，真空チャンバーの立ち上げも行った。それに加えて，真空紫外分光系の性能評価を実施し，計算通りの50meVのエネルギー分解能が可能であることがわかった。このことで，次年度に電子源の完成後に予定している電子線のエネルギー分解能の評価によって，ARiPES装置全体のエネルギー分解能を予測できることになる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は以下の順序で研究を進めていく。①高輝度電子源の立ち上げ，②電子線のエネルギー幅測定装置の設計・立ち上げ，③電子源からの電子線のエネルギー幅・フラックスと減速エネルギーの関係の調査，④電子線収束用電磁石の設計・試作，⑤逆行電子分光装置の設計・制作。
これらのうち，次年度には，①から③まで行う計画である。ここで得られるエネルギー幅とフラックスの関係により，ARiPESに使用可能かどうか，また，ARiPES装置を立ち上げた場合の総合的な性能を推測できるものと考えている。
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[Journal Article] Electronic structure of Mott-insulator CaCu3Ti4O12: Photoemission and inverse photoemission study2015
Author(s)
H. J. Im, M. Iwataki, S. Yamazaki, T. Usui, S. Adachi, M. Tsunekawa, T. Watanabe, K. Takegahara, S. Kimura, M. Matsunami, H. Sato
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Journal Title
Solid State Communications
Volume: 217
Pages: 17-20
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Anomalous excitons and screenings unveiling strong electronic correlations in SrTi1-xNbxO3 (0<x<0.005)2015
Author(s)
P. K. Gogoi, L. Sponza, D. Schmidt, T. C. Asmara, C. Diao, J. C. W. Lim, S. M. Poh, S. Kimura, P. E. Trevisanutto, V. Olevano, A. Rusydi
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Journal Title
Physical Review B
Volume: 92
Pages: 035119(1-8)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Quadratic Fermi Node in a 3D Strongly Correlated Semimetal2015
Author(s)
T. Kondo, M. Nakayama, R. Chen, J. J. Ishikawa, E.-G. Moon, T. Yamamoto, Y. Ota, W. Malaeb, H. Kanai, Y. Nakashima, Y. Ishida, R. Yoshida, H. Yamamoto, M. Matsunami, S. Kimura, N. Inami, K. Ono, H. Kumigashira, S. Nakatsuji, L. Balents, S. Shin
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 6
Pages: 10042(1-8)
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] 近藤絶縁体YbB12(001)表面の角度分解光電子分光2016
Author(s)
萩原健太, 大坪嘉之, 岸潤一郎, 松波雅治, 出田真一郎, 田中清尚, J. Rault, P. Le Fevre, F. Bertran, A. Taleb-Ibrahimi, 湯川龍, 小林正起, 組頭広志, 伊藤孝寛, 宮崎秀俊, 伊賀文俊, 木村真一
Organizer
第71回日本物理学会年次大会
Place of Presentation
東北学院大（宮城県仙台市）
Year and Date
2016-03-19 – 2016-03-22
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[Presentation] 近藤絶縁体YbB12 (001)表面の角度分解光電子分光2016
Author(s)
萩原健太, 大坪嘉之, 岸潤一郎, 松波雅治, 田中清尚, 伊藤孝寛, 宮崎秀俊, 伊賀文俊, J. Rault, P. Le Fevre, F. Betran, A. Taleb-Ibrahimi, 木村真一
Organizer
第29回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
Place of Presentation
東大柏キャンパス（千葉県柏市）
Year and Date
2016-01-09 – 2016-01-11
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