| 研究課題/領域番号 |
20K03824
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
香村 芳樹 国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学研究センター, チームリーダー (30270599)
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| 研究分担者 |
澤田 桂 国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学研究センター, 研究員 (40462692)
大和田 謙二 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 放射光科学研究センター, グループリーダー (60343935)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | X線 / 局在状態生成 / トポロジー / 横滑り現象 / 周期性の破れた界面 / 積層欠陥 / ダイヤモンド結晶 / 運動学的回折 / X線の空間位相制御 / 光学タム状態 / 分散関係のバンドギャップ制御 / X線動力学回折 / 禁制反射 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題では、周期的な位相ドメインを有するX線波面の周期性を一部乱し、完全結晶の禁制反射面と相互作用させ、表面に局在する状態として生じるX線光学タム状態を観察する。この新手法により、結晶中の原子配列における歪みや、原子中の電子雲の非等方性に起因する微弱な信号を計測するための技術開発を行う。光学タム状態は界面の面粗さなどの不完全性に左右されないので、位相敏感な高感度センサーの低コストでの製作に役立つと期待される。
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| 研究成果の概要 |
本研究課題は、X線領域で、バンド・トポロジーに関与する局在現象の観察を目指して計画された。X線波長程度の周期長を有する周期媒体は結晶であり、分散曲線にはギャップが生じ、その領域においてブラッグ反射が起きることが知られている。結晶中の周期的格子間距離から変調を起こした格子は、例えば、ダイヤモンド結晶(111)面の積層欠陥で具現化されている。トポグラフ像で積層欠陥が観察されていた結晶面にX線を照射し、「ブラッグ回折による界面へのＸ線の局在モード」を感度良く観察するため、ブラッグ回折成分と非回折(結晶透過)成分をＸ線横滑り現象により空間的分離する手法が有用であることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
電磁波の反射に適した周期長を持つ周期媒体内で、これと外れた厚さを有する層では、電磁波の局在が生じる。この現象は、外の二つの周期媒体の反射鏡の中に挟まれているため生じると考えられ、この層を非常に体積の小さい共振器として利用し、レーザー発振を生じうる。すでに、可視光領域では、この現象を使ってトポロジカル・レーザー発振が近年実現されている。本研究はX線がブラッグ反射を起こす周期媒体として結晶を用い、格子間距離の変調が起きている積層欠陥でのブラッグ反射の挙動を理論的に明らかにし、同様のレーザー発振につながる基礎的な成果をもたらした。
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