Momentum-transfer study of topological insulators using electron microscopy and spectroscopy

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H05965
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Nanostructural physics
• Research Institution: National Institute for Materials Science
• Principal Investigator: KIKKAWA Jun 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料解析研究拠点, 主任研究員 (20435754)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 電子エネルギー損失分光 / 電子顕微鏡 / 運動量移送 / トポロジカル絶縁体

Outline of Final Research Achievements

In this study, I have developed fundamental technology for probing surface electronic properties of topological insulators at the nanometer scale: (i) growth of nanometer-thick specimen for improving detection efficiency of the surface signal, (ii) linear momentum-transfer dependent spectroscopy for measuring dispersion relations, (iii) improvement of energy resolution for detecting low-energy excitations and (iv) generation of electron beams with orbital angular momenta.

Free Research Field

電子顕微分光

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、トポロジカル絶縁体の表面電子物性をナノスケールで計測する基礎技術を確立する目的で進めたものであるが、得られた基礎技術は、他の低エネルギー励起や磁性を有する材料系にも広く応用できる点で学術的意義がある。国家戦略としても重要視されている量子マテリアルの解析に応用ができる点で社会的意義がある。