| 研究課題/領域番号 |
21K12536
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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80040:量子ビーム科学関連
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| 研究機関 | 立命館大学 |
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研究代表者 |
入澤 明典 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 准教授 (90362756)
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| 研究分担者 |
東谷 篤志 摂南大学, 理工学部, 准教授 (70415272)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 遠赤外 / テラヘルツ / 自由電子レーザー / 半導体 / 遠赤外線 / 赤外分光 / 光電子分光 / 固体物理 / 非線形応答 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
遠赤外・テラヘルツ領域で波長可変な自由電子レーザー（FEL）を用いて、様々な固体物質の改質・物性制御を行う。高強度でコヒーレントな遠赤外線・テラヘルツ波と物質との間で見つかりつつある未知の応答現象の探索を進め調査する。対象物質は半導体を中心に、分光測定手法と固体物性測定手法を用いてFEL照射による結晶状態・電子構造の変化を明らかにし、FEL照射試料の構造変化と電子状態変化に至るメカニズムを解明することを目標とする。FEL照射による新しい固体物性制御方法を展開し、機能性デバイスの作成を試みる。
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| 研究実績の概要 |
本年度は、前年に引き続きSiウエハに自由電子レーザー（THz-FEL）を照射することによって波長以下の微細構造LIPSS生成とそれに伴う新たな電子状態の固体材料を創成し、物性評価実験を行った。試料はSi素材をラスタスキャンしながらFELを照射することにより、LIPSS構造が連続した大面積の試料（2D-LIPSS）として作成を行った。5mm*5mm程度の2D-LIPSSを異なる照射数で形成した。予備実験として行ったラマン分光ではLIPSS形成部においてアモルファス化など結晶構造の大きな乱れは観測されていない。また、本年度おこなった光電子分光装置による電子状態のマッピング観察では、照射数による電子状態の変化が明らかとなった。放射光を用いたX線吸収分光（XAFS）により、Si電子状態をXANES（吸収端近傍）から評価し、原子周りの配位状態をEXAFS（高エネルギー側）から評価することを試みた。次年度以降本格的な解析実験を行う予定である。赤外分光に関しては放射光施設での赤外ビームラインの立ち上げと実験を行う予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
測定試料作成は必要量を作成済みであったが、環境によっては電子状態が大きく変化することが分かってきた。大阪大学産業科学研究所のTHz-FELは基本的に外部利用に制限を設けているため、限られた日程で試料作成を行っている。
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| 今後の研究の推進方策 |
利用予定の放射光施設の赤外顕微分光装置が立ち上げ作業に手間取ったため、赤外分光については次年度集中的に行う予定である。装置に関してはこれまで扱ってきたものと同等のためマッピングを含め予定通り実験可能である。加えて立命館大学の放射光施設で新たに利用可能となった二次元マッピング可能な光電子分光装置、放射光を用いたXAFSを新たに電子状態解明の分析手法として活用し、研究を進めていく予定である。
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