2018 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of light pressure induced phase transition by an electronic properties approach
Publicly Offered Research
| Project Area | Nano-Material Manipulation and Structural Order Control with Optical Forces |
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| Project/Area Number |
17H05461
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
坂本 一之 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (70261542)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 電子構造 / 光圧 / 相転移 / ナノマイクロ物理 / 新機能性材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光圧を用いた、電子状態の変化を伴った相転移現象を初めとした物質改変は、ナノメートルオーダーの物質加工や新奇量子物性の発現の可能性を秘めている。本研究目的は、光照射によるアブレーションや電子状態の励起によって結合が切断され自由となった原子や分子に、光圧によるマニピュレーションを組み合わせて発現する全く新しい相転移機構を電子物性的アプローチにより解明することである。
方位角方向の力（トルク力）と動径方向への力（勾配力）を与える光渦を照射したC60薄膜は、照射量によりその電気伝導特性が半導体的な振る舞いから金属的な振る舞いに変化した。この結果は、照射量によらず半導体的な振る舞いしか示さない通常のガウシアンビームを照射したC60薄膜と大きく異なる。それら薄膜のフェルミ準位近傍の電子状態を調べるために光エネルギー6 eVと7 eVで光のスポット径が光渦の50μmよりわずかに小さい（10-30μm）レーザー光（ガウシアンビーム）を用いた光電子分光測定をしたところ、光渦を照射した領域は金属的なフェルミエッジが観測されたのに対し、光渦を照射していない領域では照射によりフェルミ準位より下の電子状態の密度に変化はあるもののフェルミ準位を横切ることはなく、半導体的な電子状態であった。分子軌道に関する知見を得るためにスポット径が1000μm 程度ある光エネルギー8.4 eVのXe光源を用いて光電子分光測定を行なった結果、光渦によって束縛エネルギー1.6 eVと2.5 eV付近に新たな状態が出現したことがわかった。これを過去の理論計算の結果と比較することで、光渦照射によってできた金属的なC60薄膜が、これまで高温高圧下でのみ報告されたものと非常に似た電子状態を有することを明らかにした。
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| Research Progress Status |
平成30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 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(7 results)
