| 研究課題/領域番号 |
17H01072
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
量子ビーム科学
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
齋藤 晃 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 教授 (50292280)
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| 研究分担者 |
桑原 真人 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 准教授 (50377933)
谷村 省吾 名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (90273482)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
41,730千円 (直接経費: 32,100千円、間接経費: 9,630千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2018年度: 33,410千円 (直接経費: 25,700千円、間接経費: 7,710千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 量子もつれ / 電子線 / 量子干渉 / 電子顕微鏡 / 電子源 |
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| 研究成果の概要 |
半導体フォトカソードに構造化光を照射し、振幅および位相に特定の構造をもつ電子線を生成する電子銃の開発を行った。空間位相変調器をもちいて特定の強度分布をもつ構造化光を生成する光学系を構築し、電子顕微鏡装置に搭載した。開発した光学系により生成した構造化光をフォトカソードに入射し、電子線が生成することを確認した。またスピン偏極電子をもちいた強度干渉実験を行い、スピン偏極率±80%の電子線では、スピン偏極率0%の場合に比べて、アンチバンチングが起きることを見出した。このほか、量子干渉効果とベル不等式の破れを記述する理論の構築および弱値が起こるしくみの解明等を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
スピン偏極した構造化電子を生成する電子銃を開発し、その電子銃を搭載した電子顕微鏡を開発した。この電子銃は構造化光の波面をそのまま電子線に転写して構造化電子線を生成するため、回折格子や位相板を使う従来法で問題となっている高次光や吸収による損失はなく、またダイナミックに波面制御が行えるため画期的な波面制御技術および電子顕微鏡技術を与える。今回観察したスピン偏極電子の強度干渉におけるアンチバンチング現象は電子のフェルミ統計性を示すものであり、これにより量子力学の根本原理が検証された。また光の制御により電子線を制御するというアイディアはまったく新しい電子顕微鏡装置のデザインを与えるものである。
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