2021 Fiscal Year Research-status Report
電子相関と乱れによる低エネルギー励起構造の実験的決定
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21K13882
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
大槻 太毅 京都大学, 人間・環境学研究科, 助教 (80780957)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 強相関電子系 / アンダーソン局在 / 光電子分光 / １粒子スペクトル関数 / 遷移金属 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では電子相関と乱れが共存する系において１粒子励起スペクトルの直接観測を行い、電子相関と乱れが引き起こす特徴的な電子状態を明らかにすることを目的としている。研究計画に基づき、本年度は特に次の研究成果を得た。
（１）金属絶縁体転移を示すRu酸化物について角度分解光電子分光（ARPES）、硬Ｘ線光電子分光（HAXPES）を行い、詳細な電子構造解析を行った。特にCa3Ru2O7については不純物置換に伴うスペクトル形状の変化を明らかにした。また、ホッピング伝導を示す類似物質Ca2-xSrxRuO4についてもARPESとHAXPESを行い、バルク絶縁体上に表面金属状態が実現していることを明らかにした。この成果は、現在国際誌への投稿準備中である。
（２）Ruナノシートの電子状態の基板依存性を行った。Ruナノシートの電気伝導性は基板により変化する可能性が指摘されている。そこで低エネルギー励起光、及び硬Ｘ線の全反射条件を用いてRuナノシート基板依存性を調べた。その結果、Si基板において観測されたソフトギャップ構造が基板に依存して変化することが明らかになった。また、逆光電子分光を用いてSi基板上のRuナノシートの非占有側の電子状態観測を行った。非占有側の電子状態においてもソフトギャップ構造が観測された。この成果は、現在国際誌に投稿している。
（３）励起子絶縁体Ta2NiSe5についてARPESを行い、フェルミ準位近傍の温度依存性を調べた。また、不純物により異なる電気伝導性を示すTa2NiSe5を比較した。特に、光電子分光の共鳴過程を用いることでフェルミ準位近傍の励起子ギャップの軌道成分を調べ、電子状態解析を行った。
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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
研究計画に基づき、Ru酸化物及びRuナノシートについて電子状態観測を行った。順調に研究が進展しており、また、類似物質系や組成依存性などへの波及効果が期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度に引き続き、乱れと電子相関の関係する系のスペクトル関数の決定を行う。また、本研究テーマに重要と考えられる他の物質系についても積極的に電子状態観測を行い、本研究課題を進めていく予定である。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルス感染症拡大のためビームタイムの中止したこと、世界的な半導体不足から流通の遅延や不足などがあり、物品購入を来年度に繰り越したことにより次年度使用額が生じた。次年度は購入予定物品やビームタイムに対して予算を使用する予定である。
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[Presentation] Ruナノシートの光電子分光：基板依存性2021
Author(s)
伊東和輝, 大槻太毅, 石田達拡, 三田将隆, 宇陀愼太郎, 小寺健二郎, 木内久雄, 豊田智史, 福田勝利, 堀場弘司, 組頭広志, 吉田鉄平
Organizer
日本物理学会2021年秋季大会
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[Presentation] 励起子絶縁体候補物質Ta2NiSe5の共鳴光電子分光2021
Author(s)
三田将隆, 湯澤祐介, 石田達拡, 宇陀慎太郎, 伊東和輝, 大槻太毅, 北村未歩, 中埜彰俊, 丸岡うらら, 寺崎一郎, 吉田鉄平
Organizer
日本物理学会2021年秋季大会
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