2015 Fiscal Year Annual Research Report
表面Ｘ線回折直接法によるトポロジカル絶縁体超薄膜の電子密度分布精密解析
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25246026
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高橋 敏男 東京学芸大学, 教育学部, 研究員 (20107395)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋本 晃一 日本女子大学, 理学部, 教授 (40262852)
白澤 徹郎 東京大学, 物性研究所, 助教 (80451889)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 表面界面構造 / Ｘ線回折 / トポロジカル絶縁体 / 位相問題 / ホログラフィ / 反復位相回復 / 電子密度分布 / 原子分解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、試料を超高真空中に保持したまま放射光施設においてＸ線回折実験を行う必要がある。それを実現するために、超高真空試料作製装置を整備した。この装置では、超高真空中で薄膜試料を作製した後に、切り離し可能なベリリウム窓付小型超高真空チャンバーにその試料を移送することにより、試料を大気にさらすことなくＸ線回折実験を行える。本年度は、試料作製および試料移送を着実に行えるように同装置をさらに整備した。一方、解析法に関しては、我々の開発したホログラフィの手法や反復位相回復法を高度に活用することにより、Ｘ線回折データから電子密度分布をモデルフリーかつ高精度で求められるようにした。
トポロジカル絶縁体Bi2Se3にCuをドープしたバルク結晶は4K以下の低温で超伝導転移することが知られており注目されていたが、我々はよく制御されて作製したBi2Se3超薄膜では4K以下の低温でも超伝導にならないことを実験的に確かめた。この結果から先行研究で観測された超伝導はバルク結晶で同時に成長する副相に起因していることを指摘した。その後この指摘は他の研究からも支持され、現在では広く認識されるようになっている。次に、表面における金属１次元鎖状構造の代表例であるSi(111)-5x2-Au構造については、４０年以上に渡り未解決であった構造を決定することに成功した。Au原子位置のみならず、再構成したSi原子もホログラフィの手法によりモデルフリーに原子位置を決定した。本年度はこれらの研究成果についていくつかの招待講演や依頼記事の執筆も行った。
Ｘ線回折データの取得については、通常は逆格子ロッドに沿って１点ずつ測定するために多くの時間を要するので、逆格子ロッドのある範囲を同時に測定できる迅速測定法の開発や高度化も行いその過程で一定の成果も得た。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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