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Elemental process of the electron-lattice interaction in carbon nanomaterial

Research Project

Project/Area Number 25400326
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Condensed matter physics I
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

TANAKA Shin-ichiro  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (00227141)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) Maruyama Takahiro  名城大学, 理工学部, 教授 (30282338)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords電子格子相互作用 / グラフェン / 角度分解光電子分光 / シンクロトロン放射光 / フォノン分散 / 間接遷移 / フォノン / グラファイト / カーボンナノマテリアル / コインシデンス分光 / 高分解能電子エネルギー損失分光
Outline of Final Research Achievements

The elemental process of the electron-lattice interaction is the electron transition as a result of the electron-phonon scattering. In this study, the process of the electron scattering by the phonon from the K-point to the neighborhood of the Gamma-point in the Brillouin zone of the graphite and single-layered graphene is, for the first time, observed by using the angle-resolved photoelectron spectroscopy in a way of resolving momentum and energy. Our finding is important because this reveals quantitatively the matrix element of the electron-phonon scattering which rules the electron-lattice interaction. Moreover, since the optical transition plays critical role in the whole process, we theoretically investigate the photoelectron excitation process in graphite and graphene.

Report

(4 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Research-status Report
  • 2013 Research-status Report
  • Research Products

    (40 results)

All 2016 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (33 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 3 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] “Photon energy dependence of angle-resolved photoemission spectroscopy in graphene”2015

    • Author(s)
      Pourya Ayria, Ahmad R. T. Nugraha, Eddwi H. Hasdeo, Thomas R. Czank, Shin-ichiro Tanaka, and Riichiro Saito
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 92 Issue: 19 Pages: 195148-195148

    • DOI

      10.1103/physrevb.92.195148

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  • [Journal Article] Growth Mechanism of Single-Walled Carbon Nanotubes from Pt Catalysts by Alcohol Catalytic CVD2015

    • Author(s)
      Takahiro Maruyama, Hiroki Kondo, Akinari Kozawa, Takahiro Saida, Shigeya Naritsuka and Sumio Iijima
    • Journal Title

      MRS Proceedings

      Volume: mrsf14-1752 Pages: 1-4

    • DOI

      10.1557/opl.2015.43

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  • [Journal Article] What Does the Angle-Integrated Photoelectron Spectrum Show? A Comparison between First-Principles Calculation and Experiments for Graphite2014

    • Author(s)
      Shin-ichiro Tanaka, Yusaku Takano, Makoto Okusawa, and Kazuhiko Mase
    • Journal Title

      Journal of the Physical Society of Japan

      Volume: 83 Issue: 8 Pages: 084705-084705

    • DOI

      10.7566/jpsj.83.084705

    • NAID

      40020158068

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    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] An investigation of electron-phonon coupling via phonon dispersion measurements in graphite using angle-resolved photoelectron spectroscopy2013

    • Author(s)
      Shin-ichiro Tanaka, Masaharu Matsunami, Shin-ichi Kimura
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 3 Issue: 1 Pages: 3031-3031

    • DOI

      10.1038/srep03031

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      小玉開,田中正人,大野真也,垣内拓大,間瀬一彦,奥平幸司,田中正俊, ○田中慎一郎
    • Organizer
      日本物理学会
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      東北学院大学
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      2016-03-19
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      田中慎一郎・出田慎一郎・田中清尚・丸山隆浩
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      フラーレン・カーボンナノチューブ・グラフェン学会
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      東京大学
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      2016-02-20
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      田中慎一郎,丸山隆浩,田中清尚,松波雅治
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      日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
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      つくば国際会議場
    • Year and Date
      2016-01-09
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      田中慎一郎,向井孝三,吉信淳
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      真空・表面科学合同講演会
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      田中慎一郎),間瀬一彦
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      真空・表面科学合同講演会
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      つくば国際会議場
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      2015-12-01
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      小玉開, 田中正人, 大野真也, 垣内拓大, 間瀬一彦, 奥平幸司, 田中正俊, 田中慎一郎
    • Organizer
      真空・表面科学合同講演会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場
    • Year and Date
      2015-12-01
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  • [Presentation] 25年ぶりのHREELS:負イオン共鳴散乱から非占有状態間 電子格子相互作用の研究へ2015

    • Author(s)
      田中慎一郎
    • Organizer
      表面科学と関連分野の最前線 ー恩地研から新たな地平を探し求めてー」
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2015-11-06
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  • [Presentation] The dispersions of the phonons coupling with the electron in the graphite and graphene: An angle-resolved photoelectron spectroscopy study2015

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      S. Tanaka, K. Tanaka, M. Arita, K. Shimada, and T. Maruyama
    • Organizer
      International Conference on Electron Spectroscopy and Structure: ICESS-2015
    • Place of Presentation
      Stony Brook NY, USA
    • Year and Date
      2015-09-28
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  • [Presentation] グラファイトにおける非占有バンド間の電子フォノン散乱:HREELSによる直接観察2015

    • Author(s)
      田中慎一郎, 向井孝三. 吉信淳
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-16
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  • [Presentation] Momentum-resolved detection of the electron-phonon scattering in graphene by using ARPES2015

    • Author(s)
      S. Tanaka, M. Arita, K. Shimada, and T. Maruyama
    • Organizer
      The sixteenth international conference on the science and application of nanotubes
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2015-06-29
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Momentum-resolved direct-observation of the electron-phonon scattering for graphite and graphene by using ARPES and HREELS2015

    • Author(s)
      S. Tanaka,M. Matsunami,S.Kimura, K. Tanaka,A. Arita, K. Shimada, K. Mukai, J. Yoshinobu, and T. Maruyama
    • Organizer
      The 15th International Conference on Vibrations at Surface
    • Place of Presentation
      Donostia-San Sebastian, Spain
    • Year and Date
      2015-06-22
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  • [Presentation] Proposal of a new scattering mechanism in the electron energy loss spectroscopy: A case study in graphite2015

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      Shin-ichiro Tanaka, Kozo. Mukai and Jun Yoshinobu
    • Organizer
      The 15th International Conference on Vibrations at Surface
    • Place of Presentation
      Donostia-San Sebastian, Spain
    • Year and Date
      2015-06-22
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  • [Presentation] 電子電子コインシデンス分光によるグラファイト表面からの2 次電子放出ダイナミクスの研究2015

    • Author(s)
      田中慎一郎、間瀬一彦
    • Organizer
      日本物理学会
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      早稲田大学
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      2015-03-21 – 2015-03-24
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  • [Presentation] 電子電子コインシデンス分光によるグラファイト表面からの2 次電子放出ダイナミクスの研究2015

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      田中慎一郎、間瀬一彦
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      第三回物構研サイエンスフェスタ
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  • [Presentation] Photon energy dependence of angle resolved photoemission spectroscopy in graphene2015

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      Pourya Ayria, Eddwi H. Hasdeo, Ahmad R.T. Nugraha, Shin-Ichiro Tanaka and Riichiro Saito
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      第48回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
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      東京大学
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      日本放射光学会第28回年会
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      立命館大学草津キャンパス
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      2015-01-10 – 2015-01-12
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      田中慎一郎・間瀬一彦
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      日本放射光学会第28回年会
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      立命館大学草津キャンパス
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      2015-01-10 – 2015-01-12
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      Shin-ichiro Tanaka and Kazuhiko Mase
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      The 7th International Symposium on Surface Science
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      島根県松江市 くにびきメッセ
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    • Author(s)
      S. Tanaka,, M. Matsunami, S. Kimura, M. Arita, K. Shimada, S. Shimizu, K. Mukai and J. Yoshinobu
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      The 7th International Symposium on Surface Science
    • Place of Presentation
      島根県松江市 くにびきメッセ
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      2014-11-02 – 2014-11-06
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      田中慎一郎・有田将司,島田賢也
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      日本物理学会秋季大会
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      中部大学
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      田中 慎一郎, 有田 将司, 島田 賢也
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      第47回 フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2014-09-03 – 2014-09-05
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    • Author(s)
      田中慎一郎・間瀬一彦
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      日本表面科学会放射光表面科学研究部会・Spring-8ユーザー共同体顕微ナノ材料科学研究会 合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      あいちシンクロトロン光センター
    • Year and Date
      2014-07-31 – 2014-08-01
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    • Author(s)
      田中慎一郎
    • Organizer
      分子研シンポジウム2015
    • Place of Presentation
      愛知県岡崎市 岡崎コンファレンスセンター
    • Year and Date
      2014-05-30 – 2014-05-31
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    • Author(s)
      田中慎一郎・高野優作・奥沢誠・間瀬一彦
    • Organizer
      日本放射光学会年会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場
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      田中慎一郎・松波雅治・木村真一
    • Organizer
      日本放射光学会年会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場
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    • Author(s)
      Shin-ichiro Tanaka
    • Organizer
      The 18th Hiroshima International Symposium on Synchrotron Radiation
    • Place of Presentation
      広島大学学士会館
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      田中慎一郎・高野優作・奥沢誠・間瀬一彦
    • Organizer
      物構研サイエンスフェスタ2013
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場
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      田中慎一郎・高野優作・奥沢誠・間瀬一彦
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      日本物理学会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス
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      S. Tanaka, M. Matsunami, S. Kimura
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      The 12th Asia Pacific Physics Conference(APPC12)
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      S. Tanaka, M. Matsunami, S. Kimura
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      Advanced Spectroscopy of Correlated Materials (A satellite meeting of SCES2013)
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      岡崎コンファレンスセンター
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  • [Presentation] 角度分解光電子分光による単結晶グラファイトフォノン分散の観測2013

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      田中慎一郎・松波雅治・木村真一
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      日本物理学会 口頭発表
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      徳島大学
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      田中慎一郎
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      UVSOシンポジウム 2013
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      岡崎コンファレンスセンター
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  • [Remarks] 阪大産研プレスリリース(原子の集団振動で電子が散乱する現象の直接観察に成功 )

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      http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/jp/operation/pdf/press/tanaka20131024.pdf

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      http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/jp/operation/research_activities.html

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    • URL

      http://www.ims.ac.jp/topics/2013/131024.html

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Published: 2014-07-25   Modified: 2020-05-15  

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