2021 Fiscal Year Annual Research Report
High spatial and high energy resolution electronic state mapping
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19H02597
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
治田 充貴 京都大学, 化学研究所, 准教授 (00711574)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菅 大介 京都大学, 化学研究所, 准教授 (40378881)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 電子軌道マッピング / STEM / EELS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、より高機能な材料開発のために、より高い空間分解能での材料分析技術が求められている。本研究では高空間・高エネルギー分解能を有した最先端電子顕微鏡を用いることで、物性を原子レベルから解明する分析技術を確立することを目的としている。特に、電子状態の可視化や電子軌道の可視化といった実空間での新しいイメージング技術の研究を行うことを目的としている。
本年度は銅酸化物超伝導薄膜におけるホールの可視化と電子軌道の可視化に関する研究を行った。超伝導薄膜においては良質な薄膜が得られたものの、電子線ダメージと試料コンタミの問題から、薄膜界面でのホールの可視化には至らなかった。一方で、後半の研究計画として予定していた電子軌道の可視化についての研究を行った。これまで電子顕微鏡では原子・元素・その電子状態を原子分解能で識別することが可能であったが、電子軌道の可視化については実験的な実証がされてこなかった。そこで近年我々が確立したデータ積算技術を応用することで、本年度はs→p励起であるK殻励起スペクトルを利用し、ペロブスカイト型金属酸化物の代表的な材料であるチタン酸ストロンチウム結晶における酸素の2p軌道におけるpx py pz軌道の空間分布の違いを実空間で可視化できることを実証した。このことは電子顕微鏡で電子軌道の可視化という新しい研究分野が開拓されたことになり、電子顕微鏡の可能性を広げる意味でも非常に重要な結果と言える。
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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