2016 Fiscal Year Research-status Report
多秩序系に発現する位相欠陥を伴う電子軌道テクスチャの実験的解明
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16K13839
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
井野 明洋 広島大学, 放射光科学研究センター, 特任准教授 (60363040)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
島田 賢也 広島大学, 放射光科学研究センター, 教授 (10284225)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 角度分解光電子分光 / 偏光依存性 / 二準位混成波動関数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多秩序系物質で展開される複雑な相転移現象を左右する急所として、位相欠陥が注目されています。相転移に伴う二準位混成波動関数に位相欠陥が生じると、エネルギー・ギャップにノードが出現します。本課題では、秩序相転移現象における位相欠陥の役割を明らかにするため、偏光依存放射光角度分解光電子分光法を発展させることで、波数空間における電子軌道テクスチャを決定する実験手法の確立に取り組んでいます。
まず、当該年度の計画に沿って、放射光を用いた偏光依存角度分解装置の効率化を進め、E-kx-kyマッピングの高速化を行い、これまでは時間的に困難であったE-kx-kyマッピングの偏光角依存性の測定が可能になりました。大規模四次元データの高速処理ソフトを開発し、第一原理計算および強束縛近似計算を用いて光電子強度の偏光角依存性を予測する体制を整備しました。そして、実際に鉄ヒ素系122型超伝導体Ba(Fe1-xCox)2As2の磁気構造秩序相を対象にE-kx-kyマッピングの偏光角依存性を測定し、水平直線偏光および垂直直線偏光では光電子強度分布が鏡映対称性を示すのに対して、両者を重ね合わせた偏光を用いると鏡映対称性の破れた強度分布が得られることが判明しました。これは、鉄ヒ素系のディラック点を周回する位相勾配があることを示しています。
また、レーザー励起角度分解光電子分光装置に、偏光依存性測定機構を導入しました。そして、FeSeの電子液晶転移によって生じるホール・バンドの分裂およびエネルギー・シフトの観測に成功しました。また、二重層銅酸化物高温超伝導体Bi2Sr2CaCu2O8+dの結合バンドと反結合バンドの光電子強度の比が、励起光の偏光によって大幅に変化することがわかりました。 これにより、これまでは自然幅の影響で困難であったバンド選択的な微細準粒子構造の研究に道筋がつきました。
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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
当初の計画に沿って、放射光を用いた偏光依存角度分解光電子分光法の効率化、大規模四次元データ処理ソフトの開発、模型計算による偏光依存性予想体制の構築が、順調に進んでいます。 その結果、これまでは時間的に困難であった大規模データの測定が可能になり、鉄ヒ素系122型超伝導体Ba(Fe1-xCox)2As2の磁気構造秩序相についてのE-kx-kyマッピングの偏光角依存性の実験データが得られました。 一方、予想以上の成果として、レーザー励起角度分解光電子分光によって銅酸化物高温超伝導体Bi2Sr2CaCu2O8+dの二重層バンドが劇的な偏光依存性を示すことが判明しました。
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| Strategy for Future Research Activity |
放射光の可変性を活用して、軌道テクスチャ観測実験のさらなる高度化を進めます。 ビームラインと末端測定装置の制御の統合を進め、直線偏光から左右の円偏光にわたる依存性や、励起光のエネルギー依存性の測定を可能にします。 これにより、ポアンカレ球面上や三次元波数空間における軌道テクスチャのマッピングという新しい研究領域への道筋をつけます。また、レーザー励起角度分解光電子分光装置に、偏光の自動掃引機構を設置し、超高分解能かつバルク敏感な軌道成分観測体制を整備します。
これらの高度化を踏まえ、鉄ヒ素系の磁気構造秩序相について、励起光のエネルギーを掃引しながら偏光角依存E-kx-kyマッピングを行います。 さらに、銅酸化物高温超伝導体のノード点を取り巻く電子構造を対象とし、レーザーを励起光に用いて、超高分解能かつバルク敏感な偏光依存角度分解光電子分光実験を行います。 また、二重層バンドを選別した微細準粒子構造の研究を、広範囲の励起光エネルギー領域および波数領域に展開します。
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| Causes of Carryover |
年度末の３月における日本物理学会への出席者の人数が、やむを得ぬ事情により変更になり、出張旅費の計画が修正されたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度における学会出席の旅費として、使用する予定です。
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[Presentation] LASER ARPES of the Nematic Phase of FeSe2017
Author(s)
M. D. Watson, A. A. Haghighirad, H. Takita, W. Mansuer, H. Iwasawa, E. F. Schwier, A. Ino, Y. Aiura and M. Hoesch
Organizer
The 21st Hiroshima International Symposium on Synchrotron Radiation
Place of Presentation
Hiroshima University Faculty Club
Year and Date
2017-03-02 – 2017-03-03
Int'l Joint Research
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[Presentation] Laser-based high-resolution angle-resolved photoemission study of Bi2Sr2Ca(Cu1-xCox)2O8+δ2017
Author(s)
T. Miyashita, W. Mansuer, H. Takita, T. Kubo, S. Ishizaka, E. F. Schwier, H. Iwasawa, K. Shimada, M. Arita, H. Namatame, Y. Numata, T. Uto, A. Matsuda and A. Ino
Organizer
The 21st Hiroshima International Symposium on Synchrotron Radiation
Place of Presentation
Hiroshima University Faculty Club
Year and Date
2017-03-02 – 2017-03-03
Int'l Joint Research
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[Presentation] Co置換Bi2212高温超伝導体の高分解能角度分解光電子分光2016
Author(s)
宮下剛夫, Wumiti Mansuer, 田北仁志, 久保拓也, 石坂仁志, Eike F. Schwier, 岩澤英明, 島田賢也, 有田将司, 生天目博文, 木口雄太, 堺谷智宏, 松田梓, 井野明洋
Organizer
日本物理学会 2016年秋季大会
Place of Presentation
金沢大学角間キャンパス
Year and Date
2016-09-13 – 2016-09-16
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[Presentation] A15構造超伝導体Nb3AlおよびNb3Snの高分解能光電子分光2016
Author(s)
石坂仁志, 田北仁志, 久保拓也, 宮下剛夫B, Wumiti Mansuer, Eike F. Schwier, 岩澤英明, 島田賢也, 生天目博文, 上田茂典, 井野明洋
Organizer
日本物理学会 2016年秋季大会
Place of Presentation
金沢大学角間キャンパス
Year and Date
2016-09-13 – 2016-09-16
