| 研究課題/領域番号 |
19K24684
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(帰国発展研究)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 分子科学研究所 |
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研究代表者 |
熊谷 崇 分子科学研究所, メゾスコピック計測研究センター, 准教授 (30704796)
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| 研究分担者 |
西田 純 分子科学研究所, メゾスコピック計測研究センター, 助教 (10907687)
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| 研究期間 (年度) |
2021-03-12 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
55,900千円 (直接経費: 43,000千円、間接経費: 12,900千円)
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| キーワード | フォノン / 低次元物質 / 探針増強ラマン分光 / 超高速ダイナミクス / 探針増強近接場顕微分光 / 先端ナノ計測 / 原子層物質 / フォノンダイナミクス / 超高速時間分解走査トンネル顕微鏡 / コヒーレントフォノン / 酸化物超薄膜 |
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| 研究成果の概要 |
本研究は、低次元物質の物性において重要な役割を担っている格子振動（フォノン）を原子レベルで深く理解することを目的として、超高速時間分解測定を含む探針増強ラマン分光（TERS）の先端計測技術の研究開発を行った。独自に開発した超高真空・低温TERS装置を用いて、酸化物超薄膜やグラフェンナノリボン、単一フラーレン分子のフォノンを高感度に検出できることを示し、反ストークスラマン散乱スペクトルに基づいてナノスケールにおけるフォノン励起（局所加熱）現象の微視的機構を解明した。さらに、10フェムト秒の近赤外超短パルスレーザーと組み合わせることによって、ナノスケールのコヒーレントフォノン分光にも成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発した原子レベルの空間分解能を持つ探針増強近接場分光は、物理化学や物性物理の分野において多様な応用が期待される。特に、超短パルスレーザーと組み合わせた超高速コヒーレントナノ分光は、従来の技術では困難であったナノスケールにおける超高速現象の探索を可能にする画期的な成果である。本研究では、単一分子接合や次世代の半導体材料として期待されている低次元物質の物性において重要なフォノンを超高速時間分解測定を含むTERSを用いて調べ、ナノスケールにおけるエネルギー輸送の微視的機構を解明した。これは分子エレクトロニクスや低次元物質に基づく新しいデバイスの設計と性能向上に寄与することが期待される。
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