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スパースモデリングによる走査トンネル分光の高速化・高精度化

公募研究

研究領域スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成
研究課題/領域番号 16H01534
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関金沢大学 (2017)
東京大学 (2016)

研究代表者

吉田 靖雄  金沢大学, 数物科学系, 准教授 (10589790)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2016年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードスパースモデリング / 圧縮センシング / 走査トンネル顕微分光 / 準粒子干渉 / 走査プローブ顕微鏡 / 物性実験 / 画像 / 機械学習 / 走査トンネル分光
研究実績の概要

極低温走査トンネル顕微鏡を用いて金の(111)面で広いエネルギー領域での準粒子干渉(QPI)計測を行い,このデータに対してLASSOによる解析を行い,QPIの真髄である電子の分散関係に対して同様な解析を行った.まずは,LASSOによってどの程度ノイズが除去されるかを調べるために,データを間引かずに解析を行った.その結果,従来的FTよりもノイズが下がり,細い線幅の二次曲線が得られた.次に,実空間でランダムにデータを減らした解析も行い,単一エネルギーで行った場合と同じような結果が得られるかどうかの検証を行なった.その結果,ランダムにデータを間引いてもどうようの二次曲線が得られることがわかった.さらに,既存のデータをダウンサンプリングした数値解析だけではなく,ランダムQPI計測プログラムを作成し,異なる条件(測定時間,測定領域の広さ)におけるランダムQPI計測を金の(111)面で行った.その結果に対し,まずは,従来的な最小二乗法による解析を行い,エネルギー分散の見積もりを行なった.その結果,測定範囲を広げることで,分散の線幅が細くなり,実計測においても波数空間の高精度化が行えることが明らかになった.この結果は, 実質的に計測の高速化が行えることも示唆している.これらのデータに対して,LASSOによる解析を行い,ノイズの十分に除去された高分解の分散曲線が得られるかどうかの検証を行っている.

現在までの達成度 (段落)

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 9件、 招待講演 12件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] カリフォルニア大学 アーバイン校(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] 国立シンガポール大学(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Academia sinica/国立清華大学(台湾)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Bulk ferromagnetic tips for spin-polarized scanning tunneling microscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Haze Masahiro、Yang Hung-Hsiang、Asakawa Kanta、Watanabe Nobuyuki、Yamamoto Ryosuke、Yoshida Yasuo、Hasegawa Yukio
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 90 号: 1 ページ: 0137041-5

    • DOI

      10.1063/1.5063759

    • NAID

      120006607263

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of the substrate in the formation of chiral magnetic structures driven by the interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction2017

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Haze, Yasuo Yoshida, Yukio Hasegawa
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B, Rapid communications.

      巻: 95 号: 6 ページ: 060415-060415

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.060415

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Compressed Sensing in Scanning Tunneling Microscopy / Spectroscopy for Observation of Quasi-Particle Interference2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Nakanishi-Ohno, Masahiro Haze, Yasuo Yoshida, Koji Hukushima, Yukio Hasegawa
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 85 号: 9 ページ: 093702-093702

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.093702

    • NAID

      210000134067

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] スピン分解走査トンネル顕微鏡による表面磁性の研究2018

    • 著者名/発表者名
      吉田靖雄
    • 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
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トンネルギャップ依存イメージングで明らかにする軌道自由度の物理2018

    • 著者名/発表者名
      吉田靖雄
    • 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
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Surface-induced orbital ordering in a strongly-correlated superconductor revealed by gap-dependent scanning tunneling microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Yoshida
    • 学会等名
      14th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures (ACSIN-14) & 26th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM26)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 鉄系超伝導体FeSexTe1-xの電子ネマティック量子臨界点近傍における電子状態と超伝導ギャップ2018

    • 著者名/発表者名
      吉田靖雄
    • 学会等名
      表面界面スペクトロスコピー2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 鉄カルコゲナイド超伝導体FeSe0.6Te0.4単結晶の走査トンネル顕微・分光測定2018

    • 著者名/発表者名
      吉田靖雄, Hsiang Yang, 寺尾耕太郎, 柏木隆成, 門脇和男, 長谷川幸雄
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 鉄系超伝導体FeSexTe1-xの電子ネマティック量子臨界点近傍における電子状態と超伝導ギャップ2018

    • 著者名/発表者名
      吉田靖雄, Hsiang Yang, 寺尾耕太郎, 柏木隆成, 門脇和男, 長谷川幸雄
    • 学会等名
      物性研短期研究会「量子多体効果が生み出す液晶的電子状態」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Advanced scanning tunneling microscopy techniques for condensed matter researches: spin- and orbital-resolved STM2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Yoshida
    • 学会等名
      Academia Sinica, Condensed matter seminar
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Compressed sensing for efficient and high resolution measurements of quasiparticle interference2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoshida, M. Haze, Y. Nakanishi-Ohno, K. Hukushima, M. Okada, Y. Hasegawa
    • 学会等名
      Workshop on Informatics in advanced measurements - Practical use of information in the big data age
    • 発表場所
      物質材料研究機構、並木地区、WPI-MANA棟 1階 オードトリアム、茨城県、つくば市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スピン・軌道分解STMを用いた物性研究~カイラル磁性薄膜から重い電子系超伝導まで2017

    • 著者名/発表者名
      吉田靖雄
    • 学会等名
      "金沢大学先魁プロジェクト「極限環境における新規ナノ・マイクロ物性の研究」主催ナノ・マイクロ物性研究会 "
    • 発表場所
      金沢大学自然科学5号館 第5講義室、石川県、金沢市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スピン・軌道分解STMを用いた物性研究~カイラル磁性薄膜から重い電子系超伝導まで2017

    • 著者名/発表者名
      吉田靖雄
    • 学会等名
      マテリアルサイエンス系セミナー
    • 発表場所
      北陸先端科学技術大学院大学、石川県、能美市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Atomic-scale spatial modulation of zero-bias conductance in CeCoIn52017

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoshida, H. Kim, Y. Tada, Y. Hasegawa, M. Suzuki, Y. Haga, N. Tateiwa, Z. Fisk
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2017
    • 発表場所
      Ernest N. Morial Convention Center, New Orleans, USA
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Orbital selectivity of scanning tunneling microscope for microscopic investigation on the heavy fermion compound CeCoIn52017

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Yoshida
    • 学会等名
      Condensed matter seminar
    • 発表場所
      Department of Physics, University of Florida, Gainesville, USA
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nanoscale magnetometry on chiral magnetic surfaces and single magnetic atoms with spin-resolved scanning tunneling microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Yoshida
    • 学会等名
      Center for Nanophase Materials Sciences Seminar
    • 発表場所
      Oak Ridge National Laboratory, Oakridge, USA
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] "Atomic-scale visualization of surface-assisted orbital order in the heavy fermion compound CeCoIn5 "2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Yoshida
    • 学会等名
      Condensed Matter Sciences Seminar
    • 発表場所
      National High Magnetic Laboratory, Tallahassee, USA
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] スパースモデリングの走査トンネル分光への応用2016

    • 著者名/発表者名
      吉田靖雄
    • 学会等名
      第81回先端計測オープンセミナー
    • 発表場所
      物質材料研究機構 千現地区管理棟1階 第1会議室、茨城県、つくば市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Determination of the chirality of spin spiral magnetic structures on Mn thin films on W(110) by spin-polarized STM2016

    • 著者名/発表者名
      M. Haze, Y. Yoshida, Y. Hasegawa
    • 学会等名
      20th International Vacuum Congress
    • 発表場所
      Busan exhibition convention center, Busan, Korea
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization of Ce atoms and surface-induced ordering in the heavy-fermion compound CeCoIn52016

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Yoshida, Howon Kim,Chi-Cheng Lee, Hsin Lin, Yoshinori Haga, Naoyuki Tateiwa, Zachary Fisk, Yukio Hasegawa
    • 学会等名
      SPSTM2016
    • 発表場所
      千葉大学西千葉キャンパス、千葉県、千葉市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct Visualization of Surface Phase of Oxygen Molecules Physisorbed on Ag(111) Surface: A Two-dimensional Quantum Spin System2016

    • 著者名/発表者名
      S. Yamamoto, Y. Yoshida, H. Imada, Y. Kim, Y. Hasegawa
    • 学会等名
      15th International conference on molecule-based magnets:ICMM2016
    • 発表場所
      仙台国際センター、宮城県、仙台市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 圧縮センシングによる準粒子干渉パターンにおけるエネルギー依存性の高精度推定2016

    • 著者名/発表者名
      土師将裕, 中西(大野)義典, 吉田靖雄, 福島孝治, 岡田真人, 長谷川幸雄
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学、石川県、金沢市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Ag(111)表面上に物理吸着した酸素分子の磁性2016

    • 著者名/発表者名
      山本駿玄, 吉田靖雄, 今田裕, 金有洙, 長谷川幸雄
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学、石川県、金沢市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] スピン偏極STMを用いたW(110)上のMn薄膜における詳細ならせん磁気構造の決定2016

    • 著者名/発表者名
      土師将裕, 吉田靖雄, 長谷川幸雄
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学、石川県、金沢市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] CeCoIn5劈開表面において誘起された軌道秩序の実空間観察2016

    • 著者名/発表者名
      吉田靖雄, Howon Kim, Chi-Cheng Lee, Tay-Rong Chang, Horng-Tay Jeng, Hsin Lin, 芳賀芳範, 立岩尚之, Zachary Fisk, 長谷川幸雄
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学、石川県、金沢市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 表面において誘起される軌道秩序の実空間観察2016

    • 著者名/発表者名
      吉田靖雄, Howon Kim, Chi-Cheng Lee, Tay-Rong Chang, Horng-Tay Jeng, Hsin Lin,芳賀芳範, 立岩尚之, Zachary Fisk, 長谷川幸雄
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学、石川県、金沢市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] NbSe2の超低温・面内強磁場におけるSTM/STS2016

    • 著者名/発表者名
      蛯沢貴, 土師将裕, 吉田靖雄, 河江達也, 寺尾耕太郎, 柏木隆成, 門脇和男, 長谷川幸雄
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学、石川県、金沢市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 準粒子干渉の圧縮センシングと交差検証法2016

    • 著者名/発表者名
      中西(大野)義典, 土師将裕, 吉田靖雄, 福島孝治, 長谷川幸雄, 岡田真人
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学、石川県、金沢市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] スピン分解走査トンネル顕微鏡による表面磁性の研究2016

    • 著者名/発表者名
      吉田靖雄
    • 学会等名
      "日本表面科学会関東支部 第4回関東支部セミナー 表面・薄膜分析シリーズ Vol.2 走査型プローブ顕微鏡のフロンティア ~実用材料表面計測入門から最新物性問題への挑戦まで~"
    • 発表場所
      東京大学理学部、化学館、5階講堂、東京都、文京区
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Comprehensive Nanoscience and Nanotechnology, 4.04 - Nanoscale Magnetic Imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Yukio Hasegawa, Masahiro Haze and Yasuo Yoshida
    • 総ページ数
      13
    • 出版者
      ELSEVIER
    • ISBN
      9780128122969
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      https://yoshidalab716742948.wordpress.com/talks/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 準粒子干渉計測の高速化・高精度化

    • URL

      http://hasegawa.issp.u-tokyo.ac.jp/hasegawa/Welcome/entori/2016/8/12_entori_1.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] スパースモデリングにより電子のさざなみを見る

    • URL

      http://www.issp.u-tokyo.ac.jp/issp_wms/DATA/OPTION/release20160812.pdf

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-26   更新日: 2022-02-16  

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