2015 Fiscal Year Annual Research Report
逆光電子回折現象を利用したバルク敏感性可変原子構造解析法の確立と応用
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25287075
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
松井 文彦 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 准教授 (60324977)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 表面・界面構造 / 表面・界面物性 / 光電子回折 / Auger電子 / 二次電子 / 非弾性散乱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最近私たちは、結晶中の自由電子の非弾性散乱過程に光電子回折とは逆の吸収過程があり、エネルギー損失電子の角度分布に、励起源の偏光や種類（光・電子）に関わらず、光電子回折模様とは真逆のネガコントラスト模様が観察されることを発見した。この「逆光電子回折」による新規原子配列解析法の開発と応用展開が当課題の目標である。
１ 2H積層構造を前提に多くの電子状態計算の研究がされているMoS2やMoSe2が光電子回折の測定から明瞭に3R積層構造を持つことが示された。反転対称性が破れる系で、前者は六回対称、後者は三回対称の光電子回折模様が得られる。エネルギー損失電子角度分布の時間反転によるネガコントラスト生成機構を解明する際、空間反転があるかどうか決定するために利用することができる。系統的な測定の結果、ネガコントラスト生成機構では空間反転はないことを見出した。これは吸収過程によって本来の光電子波動関数が消滅し、その分がネガコントラストとなることを示唆する。
２ SiC/絶縁体界面の欠陥準位を解消するのに有効なN原子の局所構造について調べてきた。N原子は界面原子層の一部のC原子を置換しており、バルク・表面原子の数に比してわずかな量である。その光電子角度分布を解析する際、エネルギー損失電子による定量的なバックグラウンド処理が重要であることが示せた。
３ 新しい2次元表示型分析器として開発してきたProjection-type electron specrometer with collimator analyzer (PESCATORA)の特許出願を行った。
４ 付随して発見したAuger電子回折の円二色性の発現機構についてまとめた論文がZ. Physik. Chem.誌に受理された。2016年度初頭に出版された。
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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
１ SPring-8にて様々な試料について光電子回折測定を進めた。解析にてエネルギー損失電子角度分布の知見が役立っている。
２ 新分析器のコリメータを改良し、アスペクト比(1:10)を保ちながら1 mmの厚さのものの作製に成功した。角度・エネルギー分解能向上と検出ムラ軽減が見込める。
３ 建設協力を行ってきたスイス放射光施設の光電子回折ビームラインのユーザーとしての利用も三年目に入り、二度のビームタイム配分を受けた。Fe3O4やTiO2のAuger電子回折の円二色性とエネルギー損失電子回折のデータを系統的に取得した。Fe3O4のビームタイム申請では提案中最上位の評価を得ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
国際共同研究強化の支援を受け、当課題の成果を基にした海外展開を進める。研究室のメンバー（研究代表者と配属学生3名、うち博士後期課程1名、二期生3名は無事卒業）に新規に学生2名配属される予定である。この新規体制で次の3課題に取り込む。
１ 新規小型分析器の高度化に取り組む。SPring-8およびスイス放射光施設にて実践的研究を進める。
２ SPring-8 BL25SU2次元光電子分光装置での実験：長期利用課題が採択された。共同実験者から試料を受け、光電子回折の実験を進める。
３ これまで測定・解析してきたデータが論文化されている。引き続き論文化に注力する。
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| Causes of Carryover |
27年度は２回計上していた放射光施設(SPring-8)利用費を共同研究者に負担していただいた。SPring-8への旅費に充てることができ、また基金助成金132,870円の次年度使用予算が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
学会参加費として国内では5万円（１回）、海外では30万円（１回）を計上しているが、国内での複数回の学会参加費・旅費と論文掲載費の追加に上記予算を充てる。
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Research Products
(24 results)
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[Presentation] 二次元光電子分光による，WドープZnO半導体の表面構造解析2016
Author(s)
深見駿, 鈴木拓, 安達裕, 渡邉賢, 坂口勲, 田口宗孝, 辻川大地, 吉田泰輔, 橋本雄介, 李美希, 室隆桂之, 松下智裕, 松井文彦, 大門寛
Organizer
日本物理学会第71回年次大会
Place of Presentation
東北学院大学（宮城県仙台市）
Year and Date
2016-03-19 – 2016-03-22
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[Presentation] 3D Atomic Structure Imaging of Graphene and Graphite Intercalated Superconductors by Photoelectron Holography2015
Author(s)
Fumihiko Matsui, Saki Nishiyama, Kenji Sugita, Eri Uesugi, Ritsuko Eguchi, Hidenori Goto, Hirosuke Matsui, Naoyuki Maejima, Hiroaki Nishikawa, Tomohiro Matsushita, Yoshihiro Kubozono
Organizer
10th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices ’15
Place of Presentation
くにびきメッセ（島根県松江市）
Year and Date
2015-10-25 – 2015-10-30
Int'l Joint Research
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[Presentation] 二次元光電子分光によるBaFe2As2の電子状態解析2015
Author(s)
滝沢優, 橋本由介, 辻川大地, 深見駿, 吉田泰輔, 前島尚行, 松田博之, 北川哲, 田口宗孝, 松井文彦, 大門寛, 大串研也
Organizer
日本物理学会2015年秋季大会
Place of Presentation
関西大学（大阪府吹田市）
Year and Date
2015-09-16 – 2015-09-19
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[Presentation] Circular dichroism in resonant Auger electron diffraction: Principle and Applications2015
Author(s)
Fumihiko Matsui, Naoyuki Maejima, Hirosuke Matsui, Hiroaki Nishikawa, Hiroshi Daimon, Tomohiro Matsushita, Matthias Muntwiler, Roland Stania, Thomas Greber
Organizer
588. WE-Heraeus-Seminar on 'Element Specific Structure Determination in Materials on Nanometer and Sub-Nanomeber Scales using modern X-Ray andNuetron Techniques'
Place of Presentation
Physikzentrum Bad Honnef, Germany
Year and Date
2015-04-26 – 2015-04-30
Int'l Joint Research
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