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固体表面における光電効果の機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K18749
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 物性物理およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

石田 行章  東京大学, 物性研究所, 助教 (30442924)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード光電子分光 / 仕事関数 / レーザー / 表面非線形効果 / 光電効果 / 表面光物性 / 非線形光学 / 表面非線形光学
研究成果の概要

レーザーとARPESの両技術の高度化に伴い、低光子エネルギー域の光電子放出現象を高精度で観測することが可能となってきた。本研究では固体表層からの低エネルギー光電子放出現象を精査するプラットフォームを整備し、仕事関数を高精度で測定する方法を開発した。(1)光電子分布をブロッホ電子分布に変換するソフトウェアを開発し公開した。“スリットレス”分光器のデータ変換にも対応する。(2)小型のファイバーレーザー光源を汎用化した。通常の実験環境(清浄度や防振は不要)で動作する。(3)(2)を用いてAu(111)の最低速光電子のARPES測定に成功し、仕事関数を未踏の1 meVの精度で測定する方法を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

仕事関数は固体内から電子を一つ取り出すための最小のエネルギーがである。1905年にアインシュタインは「光子のエネルギーが仕事関数を超えると固体から光電子が放出する」と提唱した。この理論によれば最も遅い光電子が存在するはずである。ところが遅い光電子を精度よく捉えることが技術的に難しかったため、その素性はよくわかっていなかった。本研究ではレーザーと光電子分光の技術の高度化を図り、最も遅い光電子の放出角依存性を捉えることに世界で初めて成功した。その結果、最も遅い光電子は表面垂直方向にの

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Functions to map photoelectron distributions in a variety of setups in angle-resolved photoemission spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Ishida, S. Shin
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 89 号: 4

    • DOI

      10.1063/1.5007226

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 時間分解光電子分光法によるトポロジカル相の分類と光機能化2018

    • 著者名/発表者名
      石田行章、辛埴
    • 雑誌名

      固体物理

      巻: 53 ページ: 233-248

    • NAID

      40021577468

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] “Slit-less” ARPES analyzers: Some utilities and prospects in surface photo-electronics2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Ishida
    • 学会等名
      Momentum Microscopy & Spectroscopy for Materials Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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