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（国際共同研究強化）

• 研究課題/領域番号: 15KK0167
• 研究種目: 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 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)
• 研究協力者: Muntwiler Matthias Paul Scherrer Institut, Swiss Light Source, Dr. ; Greber Thomas University of Zurich, Physik-Institut, Prof.
• 研究期間 (年度): 2016 – 2017
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
• キーワード: 光電子回折 / Auger電子回折 / 原子構造 / 放射光・軟X線 / 表面・界面 / 非弾性散乱過程 / 表面・界面物性 / 電子分析器 / 電子物性 / 非弾性散乱

研究成果の概要

エネルギー損失電子の角度分布中の光電子回折模様とは真逆のネガコントラスト発現の定量的理解、その測定装置の整備、その現象を応用したバルクと表面の統合的な原子構造解析研究の成果を国際共同研究の枠組みで発展させた。国際共同研究ではスイス放射光施設の光電子回折専用ビームラインを拠点に元素選択性に関する吸収端近傍でのエネルギー損失スペクトルなどの高エネルギー分解能測定をすすめた。光電子回折から適切にエネルギー損失電子回折のバックグラウンドを除去する重要性を示した点で、局所原子構造解析の信頼性の向上に寄与するものであった。国際共同研究を通じ、こうした知見を広めることに努めた。

研究成果

• [国際共同研究] University of Zurich, Physik Institut(スイス) (2016)
  • 年月日: 2016-06-29
• [国際共同研究] Paul Scherrer Institut, Swiss Light Source(スイス) (2016)
• [雑誌論文] Principle and Reconstruction Algorithm for Atomic-Resolution Holography (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsushita Tomohiro、Muro Takayuki、Matsui Fumihiko、Happo Naohisa、Hosokawa Shinya、Ohoyama Kenji、Sato-Tomita Ayana、Sasaki Yuji C.、Hayashi Kouichi
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 87 号: 6 ページ: 061002-061002
  • DOI: 10.7566/jpsj.87.061002
  • NAID: 210000134828
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Holographic Reconstruction of Photoelectron Diffraction and Its Circular Dichroism for Local Structure Probing (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsui Fumihiko、Matsushita Tomohiro、Daimon Hiroshi
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 87 号: 6 ページ: 061004-061004
  • DOI: 10.7566/jpsj.87.061004
  • NAID: 210000134830
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Photoelectron Diffraction and Holography Studies of 2D Materials and Interfaces (2018)
  • 著者名/発表者名: Kuznetsov Mikhail V.、Ogorodnikov Ilya I.、Usachov Dmitry Yu.、Laubschat Clemens、Vyalikh Denis V.、Matsui Fumihiko、Yashina Lada V.
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 87 号: 6 ページ: 061005-061005
  • DOI: 10.7566/jpsj.87.061005
  • NAID: 210000134831
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Separation of Surface- and Bulk-specific Ti L-edge XANES Spectra of Rutile (110) Surface (2018)
  • 著者名/発表者名: Ota Hiroshi、Shimomura Masaru、Matsui Fumihiko
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 87 号: 1 ページ: 013601-013601
  • DOI: 10.7566/jpsj.87.013601
  • NAID: 40021431658
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The 4πkz periodicity in photoemission from graphite (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsui Fumihiko、Nishikawa Hiroaki、Daimon Hiroshi、Muntwiler Matthias、Takizawa Masaru、Namba Hidetoshi、Greber Thomas
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 97 号: 4
  • DOI: 10.1103/physrevb.97.045430
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Parallel and antiparallel angular momentum transfer of circularly polarized light to photoelectrons and Auger electrons at the Ni L3 absorption threshold (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsui Fumihiko、Ota Hiroshi、Sugita Kenji、Muntwiler Matthias、Stania Roland、Greber Thomas
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 97 号: 3
  • DOI: 10.1103/physrevb.97.035424
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Atomic characterization of nano-facet nitridation at SiC ( 1 1 ￣ 00 ) surface (2018)
  • 著者名/発表者名: Mori Daisuke、Fujita Yoshiki、Hirose Takayuki、Murata Koichi、Tsuchida Hidekazu、Matsui Fumihiko
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 112 号: 13 ページ: 131603-131603
  • DOI: 10.1063/1.5020098
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Correlation Between High Gas Sensitivity and Dopant Structure in W-doped ZnO (2017)
  • 著者名/発表者名: Fukami Shun、Taguchi Munetaka、Adachi Yutaka、Sakaguchi Isao、Watanabe Ken、Kinoshita Toyohiko、Muro Takayuki、Matsushita Tomohiro、Matsui Fumihiko、Daimon Hiroshi、Suzuki Taku T.
  • 雑誌名: Physical Review Applied 巻: 7 号: 6
  • DOI: 10.1103/physrevapplied.7.064029
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Observation of hidden atomic order at the interface between Fe and topological insulator Bi2Te3 (2017)
  • 著者名/発表者名: J. Sanchez-Barriga, I. I. Ogorodnikov, M. V. Kuznetsov, A. A. Volykhov, F. Matsui, C. Callaert, J. Hadermann, N. I. Verbitskiy, R. J. Koch, A. Varykhalov, O. Rader, L. V. Yashina
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 19 号: 45 ページ: 30520-30532
  • DOI: 10.1039/c7cp04875k
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Local structural determination of N at SiO2/SiC (0001) interfaces by photoelectron diffraction (2017)
  • 著者名/発表者名: Mori Daisuke、Oyama Yoshiki、Hirose Takayuki、Muro Takayuki、Matsui Fumihiko
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 111 号: 20 ページ: 201603-201603
  • DOI: 10.1063/1.4997080
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Individual Atomic Imaging of Multiple Dopant Sites in As-Doped Si Using Spectro-Photoelectron Holography (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsutsui Kazuo、Matsushita Tomohiro、Natori Kotaro、Muro Takayuki、Morikawa Yoshitada、Hoshii Takuya、Kakushima Kuniyuki、Wakabayashi Hitoshi、Hayashi Kouichi、Matsui Fumihiko、Kinoshita Toyohiko
  • 雑誌名: Nano Letters 巻: 17 号: 12 ページ: 7533-7538
  • DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b03467
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 軌道磁気量子数計測：現象の理解と応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松井 文彦
  • 雑誌名: 表面科学 巻: 38 号: 11 ページ: 542-547
  • DOI: 10.1380/jsssj.38.542
  • NAID: 130006218946
  • ISSN: 0388-5321, 1881-4743
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] "Surface science at the PEARL beamline of the Swiss Light (2017)
  • 著者名/発表者名: "Matthias Muntwiler, Jun Zhang, Roland Stania, Fumihiko Matsui, Peter
  • 雑誌名: J. Synchrotron Rad. 巻: 24 号: 1 ページ: 354-366
  • DOI: 10.1107/s1600577516018646
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Strain engineering for anion arrangement in perovskite oxynitrides (2017)
  • 著者名/発表者名: D. Oka, Y. Hirose, F. Matsui, H. Kamisaka, T. Oguchi, N. Maejima, H. Nishikawa, T. Muro, K. Hayashi, and T. Hasegawa
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 11 号: 4 ページ: 3860-3866
  • DOI: 10.1021/acsnano.7b00144
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 光電子ホログラフィーと顕微光電子回折分光 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松井文彦、大門寛、松下智裕
  • 雑誌名: 触媒 巻: 39 ページ: 76-81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoelectron holographic atomic arrangement imaging of cleaved bimetal-intercalated graphite superconductor surface (2016)
  • 著者名/発表者名: F. Matsui, R. Eguchi, S. Nishiyama, M. Izumi, E. Uesugi, H. Goto, T. Matsushita, K. Sugita, H. Daimon, Y. Hamamoto, I. Hamada, Y. Morikawa, Y. Kubozono
  • 雑誌名: Scientific Reports 6, 36258 (2016) 巻: 6 号: 1 ページ: 36258-36258
  • DOI: 10.1038/srep36258
  • NAID: 120005867254
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Interfacial atomic site characterization by photoelectron diffraction for 4H-AlN/4H-SiC(11 20) heterojunction (2016)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Maejima, Masahiro Horita, Hirosuke Matsui, Tomohiro Matsushita, Hiroshi Daimon, and Fumihiko Matsui
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 55, 085701 (2016) 巻: 55 号: 8 ページ: 085701-085701
  • DOI: 10.7567/jjap.55.085701
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] グラファイトのkz分散光電子構造因子による4pi周期性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 松井文彦、大門寛、滝沢優、Matthias Muntwiler, Thomas Greber
  • 学会等名: 日本物理学会第73回年次大会
• [学会発表] 光電子回折によるサイト選択的分光研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松井文彦
  • 学会等名: 日本物理学会第72回年次大会領域５シンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス、大阪府豊中市
  • 年月日: 2017-03-17
  • 招待講演
• [学会発表] Atom Holographic Imaging and Orbital Characterization by Photoelecton Diffraction (2017)
  • 著者名/発表者名: F. Matsui, T. Kinoshita, T. Muro, T. Matsushita, M. Taguchi, H. Matsuda, Y. Kubozono, H. Daimon
  • 学会等名: MAX-IV User meeting 2017
  • 発表場所: MAX-IV Lund, Sweden
  • 年月日: 2017-03-13
  • 国際学会
• [学会発表] 光電子ホログラフィーによる局所構造と電子状態の原子分解能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松井文彦
  • 学会等名: 第30回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 神戸幻術センター、兵庫県神戸市
  • 年月日: 2017-01-07
  • 招待講演
• [学会発表] 光電子ホログラフィーによるグリーンマテリアルの表面局所構造研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松井文彦、太田紘志、嶽太輔、松下智裕
  • 学会等名: 応用物理学会関西支部 平成２９年度第１回講演会
  • 招待講演
• [学会発表] 光電子ホログラフィー (2017)
  • 著者名/発表者名: 松井文彦
  • 学会等名: 新学術領域研究 ３Ｄ活性サイト科学 春の学校
  • 招待講演
• [学会発表] 光電子回折を利用した局所構造と電子状態解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松井文彦
  • 学会等名: 物性研究所短期研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Site-specific Atomic Imaging and Electron Spectroscopy by Photoelectron Diffraction (2017)
  • 著者名/発表者名: Fumihiko Matsui
  • 学会等名: International Conference on Structure of Surface
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 原子分解能ホログラフィーによる層状物質の局所構造解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松井文彦
  • 学会等名: 第11回 物性科学領域横断研究会
  • 招待講演
• [学会発表] PESCATORA: Projector for ESCA to Real Space Analysis (2017)
  • 著者名/発表者名: Fumihiko Matsui , Hiroshi Ota, Yoshiki Fujita, Takuya Shimano, Yoshinori Yoshida, Daisuke Take, Kenji Sugita, Yoshiki Oyama, Takuya Kishimoto, Hiroaki Nishikawa, Hiroyuki Matsuda
  • 学会等名: Atomic Level Characterization
  • 国際学会
• [学会発表] 光電子ホログラフィーの原子層科学への応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松井文彦
  • 学会等名: 物性研短期研究会「原子層上の活性サイトで発現する局所機能物性」
  • 発表場所: 東京大学物性研究所、千葉県柏市
  • 年月日: 2016-12-20
• [学会発表] 軌道磁気量子数計測：現象解明と手法応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松井文彦
  • 学会等名: 2016真空・表面科学合同講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場、愛知県名古屋市
  • 年月日: 2016-11-29
  • 招待講演
• [学会発表] Site-specific valence atomic orbital characterization of magnetic surface by angular-momentum-polarized Auger electrons (2016)
  • 著者名/発表者名: F. Matsui, H. Ota, Y. Hashimoto, H. Daimon, T. Matsushita, M. Muntwiler
  • 学会等名: VUV2016
  • 発表場所: ETH Zurich, Switzerland
  • 年月日: 2016-07-04
  • 国際学会
• [学会発表] Diffraction Spectroscopy as an alternative way of using photoelectron diffraction (2016)
  • 著者名/発表者名: F. Matsui
  • 学会等名: Local 3D atomic and electronic structure imaging of functionally active sites (VUVX2016 satellite symposium)
  • 発表場所: Univ. Zurich, Swizerland
  • 年月日: 2016-06-30
  • 国際学会
• [図書] Compendium of Surface and Interface Analysis: Chapter 73 Photoelectron Diffraction (2018)
  • 著者名/発表者名: Fumihiko Matsui and Tomohiro Matsushita
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: Springer International Publishing AG.
• [図書] Compendium of Surface and Interface Analysis: Chapter 7 Auger electron Spectroscopy (2018)
  • 著者名/発表者名: Fumihiko Matsui
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: Springer International Publishing AG.
• [図書] Compendium of Surface and Interface Analysis: Chapter 73 Photoelectron Holography (2018)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Matsushita and Fumihiko Matsui
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: Springer International Publishing AG.
• [図書] 機能構造科学入門－３Ｄ活性サイトと物質デザイン (2016)
  • 著者名/発表者名: 監修：大門寛、佐々木裕次 ２章分担：松井文彦、松下智裕、林好一
  • 総ページ数: 166
  • 出版者: 丸善出版
• [備考] 奈良先端科学技術大学院大学物質創成科学研究科グリーンナノシステム研究室
  • URL: http://mswebs.naist.jp/LABs/matui/index-j.html
• [産業財産権] 静電レンズ、並びに、該レンズとコリメータを用いた平行ビーム発生装置及び平行ビーム収束装置 (2016)
  • 発明者名: 松井文彦、松田博之
  • 権利者名: 松井文彦、松田博之
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2016-07-13
  • 外国
• [学会・シンポジウム開催] Local 3D atomic and electronic structure imaging of functionally active sites (VUVX2016 satellite) (2016)
  • 発表場所: Univ. Zurich, Swizerland