2018 Fiscal Year Annual Research Report
Search and development of new method to utilize spin- and angle-resolved photoemission with orbital angular momentum light
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16K13823
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
宮本 幸治 広島大学, 放射光科学研究センター, 助教 (50508067)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 多極子遷移 / スピン / OAM光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、光渦を利用したスピン角度分解光電子分光測定の模索を行うことが目的である。スピン角度分解光電子分光測定は、固体中の電子の運動量、エネルギー、スピンを完全決定できる有力な測定手法である。本研究の主目的として、特に、軌道角運動量をもった光渦による励起過程は高次の遷移(多極子遷移)を引き起こす事が可能か否かが挙げられる。もし、このような高次の遷移過程が優位になれば、光渦の軌道角運動量および光の偏光性の両方を利用することで軌道選択遷移過程を自由に選び、実験が可能となる。究極的には、その電子構造がどのような軌道が支配的かというのを完全決定で切る可能性を秘めている。このよう
な目的を達成するためには、まずは光渦の発生およびそれを効率よく利用するシステムの構築が必須であった。
そこで、既成品の６eVレーザーを用いて、光渦を発生させるための光学レンズをとりつける作業を行った。さらに、光渦の効果を向上させるため、レーザー光のスポットサイズを集光限界まで近づける必要があることが分かった。そのため、集光レンズの設計を行い、導入した。さらに、その集光された光のスポットサイズを見積もるために数10μm程度のドメインをもつ試料について角度分解光電子分光法を用いて場所依存性の測定を行い。少なくとも10μm以下のスポットサイズである事を確認した。さらに、光電子エネルギー分析器のレンズ電圧が低エネルギーでは適正値になっていなかったため、独自にレンズの調整をおこなう事で適切なレンズ電圧を求めた。その状態で光渦による特殊励起が存在するかを確かめたかった、最終年度にレーザーが破損し、最終的な結果は未だ得られていない。
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[Journal Article] Enhanced surface state protection and band gap in the topological insulator PbBi4Te4S32018
Author(s)
K. Sumida, T. Natsumeda, K. Miyamoto, I. V. Silkin, K. Kuroda, K. Shirai, S. Zhu, K. Taguchi, M. Arita, J. Fujii, A. Varykhalov, O. Rader, V. A. Golyashov, K. A. Kokh, O. E. Tereshchenko, E. V. Chulkov, T. Okuda, and A. Kimura
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Journal Title
Physical Review Materials
Volume: 2
Pages: 104201
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
