2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Orbital Magnetic Quantum Number Measurement Method and Application to the Investigation of Low-dimensional Electronic Properties
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17H02911
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| Research Institution | Institute for Molecular Science |
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Principal Investigator |
松井 文彦 分子科学研究所, 極端紫外光研究施設, 主任研究員 (60324977)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 光電子回折 / 光電子分光 / 軌道磁気量子数 / 表面原子構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、光電子回折法をベースにした独自の軌道磁気量子数計測法の開発と測定装置の整備、様々な材料の表面を舞台にした低次元電子物性研究への適応を目的とする。軌道磁気量子数は局所的な電子運動の対称性と結びつき、様々な電子物性の発現と密接な関係にある。光電子回折における前方収束ピークから元素・内殻準位選択的に電子構造の情報を抽出することができる。円偏光励起で観測される円二色性から、こうした物性発現の鍵となる軌道磁気量子数を計測する手段を構築した。内殻吸収端における共鳴Auger電子回折にでもこうした円二色性が現れることを見出したが、3d遷移金属・2p典型元素の系について系統的に調べ、特にCu～Feの後期遷移金属でこの効果（2正孔生成）が顕著に現れることを明らかにした。逆にTi化合物など前期遷移金属では共鳴光電子放出（１正孔生成）が支配的となり、元素選択的に特定のバンド分散が強調されて観測できることを示した。GraphiteでC K吸収端では両方の効果が、酸化物のO K吸収端では共鳴Auger電子の効果を確認した。前者の炭素吸収端の共鳴Auger電子で特異なバンド分散様の振る舞いを観測したが通常の光電子とは異なり２電子の総運動量が保存される遷移過程を経ることを見出した。これはGrapheneでも観測に成功した。最終年度に一連の研究を盛り込んだ教科書を出版（「光電子分光詳論」丸善）した。
広い波数領域での光電子回折を一度に取得するための装置開発を進め、当初のPESCATORAに加え全角度取り込みを可能にするOPAL（全天球光電子取り込み電場レンズ）、90°偏向イメージングでスピン量子数の垂直成分の解析の道を拓く分析器の考案を行い、それぞれ特許出願にこぎつけた。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Book] 光電子分光詳論2020
Author(s)
松井 文彦、松下 智裕、大門 寛
Total Pages
312
Publisher
丸善出版
ISBN
978-4-621-30537-9
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