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高速分光イメージングに向けたノイズキャンセリングSTMの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K19027
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分29:応用物理物性およびその関連分野
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

吉澤 俊介  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 先端材料解析研究拠点, 主任研究員 (60583276)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
キーワード走査トンネル顕微鏡 / 分光イメージング / 多変量解析 / ノイズ除去 / 防振
研究成果の概要

走査トンネル顕微鏡による分光イメージングは、超伝導体に形成されるボルテックスを数テスラといった高磁場で実空間可視化できるほぼ唯一の手段である。しかし、非平衡ボルテックス系に展開するためには1回の測定にかかる時間を短縮する必要があり、測定データに侵入する振動ノイズを除去する新しい方法が望まれる。われわれは、独立成分分析を利用して分光イメージングデータから特徴量を抽出し、空間的な相関の有無によって信号とノイズを分離する方法を提案した。これとあわせて、マルチパスモードを利用したイメージングの高速化も行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

独立成分分析を利用する方法は、ノイズ除去だけでなく、走査トンネル顕微鏡で測定された複雑なスペクトルの起源を切り分けて考察する手がかりも提供できる。処理自体は大変簡便であるので、超伝導体以外にも、空間的に不均一な系を含むさまざまな物質で役にたつことが期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Atomic-layer Rashba-type superconductor protected by dynamic spin-momentum locking2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshizawa Shunsuke、Kobayashi Takahiro、Nakata Yoshitaka、Yaji Koichiro、Yokota Kenta、Komori Fumio、Shin Shik、Sakamoto Kazuyuki、Uchihashi Takashi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 1462-1462

    • DOI

      10.1038/s41467-021-21642-1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] インジウム原子層における電子定在波の極低温走査トンネル顕微鏡観測2021

    • 著者名/発表者名
      吉澤俊介、鷺坂恵介
    • 学会等名
      NIMS先端計測シンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 半導体表面原子層の結晶構造・電子構造・超伝導: 走査トンネル顕微鏡から見えるもの2021

    • 著者名/発表者名
      吉澤俊介
    • 学会等名
      SPring-8ユーザー協同体顕微ナノ材料科学研究会 日本表面真空学会放射光表面科学研究部会 日本表面真空学会プローブ顕微鏡研究部会 合同シンポジウム(NANOSPEC 2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In/Si(111) におけるブロッホ波干渉の STM 観測2021

    • 著者名/発表者名
      吉澤俊介、鷺坂恵介
    • 学会等名
      日本物理学会 第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 走査トンネル顕微鏡による原子層超伝導体の電子状態計測2021

    • 著者名/発表者名
      吉澤俊介
    • 学会等名
      SCTM2020 ワークショップ「超伝導物質、トポロジカル物質」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シリコン表面インジウム原子層の結晶構造と超伝導状態2020

    • 著者名/発表者名
      吉澤俊介
    • 学会等名
      物性研究所ワークショップ「ナノスケール物性科学の最先端と新展開」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 幾何学的位相解析による不整合変調構造の解析2019

    • 著者名/発表者名
      吉澤 俊介, 鷺坂 恵介, 藤田 大介, 内橋 隆
    • 学会等名
      第2回日本表面真空学会若手部会研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 走査トンネル顕微鏡で見る超伝導体表面構造と量子磁束2018

    • 著者名/発表者名
      吉澤 俊介
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Visualizing the Uniaxial Incommensurate Structure of Si(111)-(√7×√3)-In by using Scanning Tunneling Microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Yoshizawa, Keisuke Sagisaka, Daisuke Fujita, Takashi Uchihashi
    • 学会等名
      ACSIN-14 & ICSPM26
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Si(111)-√7×√3-In 表面における静電遮蔽効果の STM 観測2018

    • 著者名/発表者名
      吉澤 俊介, 鷺坂 恵介, 藤田 大介, 内橋 隆
    • 学会等名
      2018年日本表面真空学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] STM観察とDFT計算によるインジウム原子層超伝導体の結晶構造決定2018

    • 著者名/発表者名
      吉澤 俊介, 鷺坂 恵介, 藤田 大介, 内橋 隆
    • 学会等名
      第26回渦糸物理国内会議
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 磁場に強い超伝導を実現する新たなメカニズムを発見

    • URL

      https://www.nims.go.jp/news/press/2021/03/202103050.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-07-25   更新日: 2022-01-27  

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